Как эффективно управлять динамикой квантовых битов при наличии внешних шумов?

Популярная механикаНаука

Создан алгоритм, предсказывающий поведение кубитов под влиянием шума

Сотрудники лаборатории квантовой теории информации МФТИ впервые разработали универсальный инструментарий, позволяющий по результатам измерений над квантовой системой «выучить» неизвестное окружение системы и предсказать динамику квантовой системы под действием внешнего управления.

Василий Макаров

Для практической реализации квантовых вычислений требуется решить сложную задачу: эффективно управлять динамикой квантовых битов (кубитов) при наличии внешних шумов. Если бы кубиты были идеально изолированы от окружения, то шумов бы не было, однако и воздействовать на эволюцию кубитов было бы невозможно, а значит, было бы невозможно выполнить ни один протокол обработки квантовой информации.

«Открытость» кубитов к контролирующим воздействиям делает их уязвимыми как к шумам управления, так и шумам, вызванным неизбежным взаимодействием с окружающими квантовыми объектами (например, примесями и паразитными модами излучения). Особую опасность представляют шумы немарковского типа, то есть шумы, в которых проявляются «эффекты памяти». Их действие на кубиты зависит от всех предыдущих состояний кубитов, а значит, учесть их или компенсировать их влияние довольно затруднительно. Такие шумы в той или иной степени присутствуют во всех современных прототипах квантовых компьютеров, что делает борьбу с ними особенно актуальной.

Единственный практический способ извлечь информацию о квантовой системе — измерить ее, но здесь в дело вступает фундаментальный закон о невозможности извлечения информации без возмущения квантовой системы. При выполнении измерения над системой происходит «коллапс» волновой функции, в результате чего состояние системы после измерения фактически никак не связано с состоянием до измерения; теория дает предсказание лишь для вероятности обнаружить систему в некотором новом состоянии.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда

Отрывок из книги ​«Семь с половиной уроков о мозге» ​

Популярная механика
Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться? Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться?

Предательство со стороны самых близких людей всегда болезненно

Psychologies
Откуда к нам прилетела межзвездная комета? Астрономы впервые отследили ее путь Откуда к нам прилетела межзвездная комета? Астрономы впервые отследили ее путь

Астрономам впервые удалось точно установить, откуда прибыл межзвездный гость

Inc.
Скажи Маруся: как устроена умная колонка Скажи Маруся: как устроена умная колонка

Мои дети предпочитают разговаривать с роботами — умными колонками

Популярная механика
Летают ли авиалайнеры над Северным полюсом: да, и это стоит сделать хотя бы раз в жизни Летают ли авиалайнеры над Северным полюсом: да, и это стоит сделать хотя бы раз в жизни

Почему летать через Северный полюс до сих пор рискованно

ТехИнсайдер
Сценарии возвратившегося времени Сценарии возвратившегося времени

Максим Семеляк о фильмах Нусинова и Лунгина как зеркале сегодняшней жизни

Weekend
Правила жизни Боба Дилана Правила жизни Боба Дилана

Правила жизни великого поп-музыканта Боба Дилана

Esquire
Эффект природы Эффект природы

Современный минималистский интерьер Максима Гаевского

SALON-Interior
Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня

Что делать, чтобы появилась энергия структурировать свой день?

Psychologies
10 фильмов об отношениях, в которых женщина старше 10 фильмов об отношениях, в которых женщина старше

Фильмы, повлиявшие на восприятие союза взрослой женщины с молодым мужчиной

Esquire
День, когда я перестала стыдиться, что моя мама пьет День, когда я перестала стыдиться, что моя мама пьет

Родственников, злоупотребляющих алкоголем, принято стесняться

Psychologies
Правила жизни Роберта Земекиса Правила жизни Роберта Земекиса

Правила жизни режиссера «Назад в будущее»

Esquire
До лампочки: вредно ли ездить с пустым баком До лампочки: вредно ли ездить с пустым баком

Часто водители ездят до момента, пока не загорается лампа низкого уровня топлива

Популярная механика
Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования

Из-за карантина почти 16 млн школьников внезапно оказались на домашнем обучении

Forbes
Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает

Норвежец Кристофер Мискья – инженер до мозга костей

Популярная механика
Как умные люди делают убогую рекламу (быль) Как умные люди делают убогую рекламу (быль)

Откуда берется скучная и бездарная реклама?

Esquire
Окончательная победа США: как Россия безнадежно отстала от Америки в космической гонке Окончательная победа США: как Россия безнадежно отстала от Америки в космической гонке

Запуск Crew Dragon знаменует начало века Pax Americana в космосе

Forbes
Почему вы переживаете из-за его бывшей и как это остановить Почему вы переживаете из-за его бывшей и как это остановить

Желание побольше узнать о бывшей девушке партнера вполне естественно

Psychologies
Как устроен Chery Tiggo и китайский автопром Как устроен Chery Tiggo и китайский автопром

Компания Chery в последние годы вышла на совершенно новый уровень

4x4 Club
«Пересекая границы» Майкла Дэвида-Фокса «Пересекая границы» Майкла Дэвида-Фокса

Майкл Дэвид-Фокс задается вопросом о советской модерности

Weekend
6 забавных историй про животных на карантине 6 забавных историй про животных на карантине

Месяцы изоляции многие коротают наедине с питомцами

Psychologies
Женщина, мечтавшая творить: фрагмент книги Мари Дарьесек о звезде немецкой живописи Пауле Модерзон-Беккер Женщина, мечтавшая творить: фрагмент книги Мари Дарьесек о звезде немецкой живописи Пауле Модерзон-Беккер

Фрагмент книги о немецкой художнице Пауле Модерзон-Беккер

Esquire
«Дуров бросил их с криком «Спасайся, кто может»: история краха TON глазами инвестора «Дуров бросил их с криком «Спасайся, кто может»: история краха TON глазами инвестора

Что пошло не так с блокчейн-платформой TON

Forbes
Как выпускница Физтеха за два года создала компанию с оценкой в $10 млн Как выпускница Физтеха за два года создала компанию с оценкой в $10 млн

Валерия Коган за 2 года сумела заинтересовать технологией крупные агрокомпании

Forbes
Как заинтересовать девушку в переписке? 9 беспроигрышных способов Как заинтересовать девушку в переписке? 9 беспроигрышных способов

Есть ли какая-то секретная формула, чтобы влюбить девушку по переписке?

Playboy
Как и почему пьянствуют животные Как и почему пьянствуют животные

Поведение животных под воздействием алкоголя позволяет понять, почему пьют люди

Популярная механика
Глобальное потепление сделало арктических пауков каннибалами Глобальное потепление сделало арктических пауков каннибалами

Пауки-волки на Аляске начали есть друг друга

Популярная механика
Полководец во френче. Какие портреты северные корейцы обязаны вывешивать в домах Полководец во френче. Какие портреты северные корейцы обязаны вывешивать в домах

Отрывок из книги «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР»

Forbes
Как программист из Ульяновска построил бизнес на $100 млн, привлек инвестиции в США и стал героем фильма Дудя о Долине Как программист из Ульяновска построил бизнес на $100 млн, привлек инвестиции в США и стал героем фильма Дудя о Долине

Руслан Фазлыев к 40 годам создал два глобальных IT-бизнеса

Forbes
«Стартаперы — люди с нездоровой психикой»: главный герой фильма Юрия Дудя — о жизни в Кремниевой долине «Стартаперы — люди с нездоровой психикой»: главный герой фильма Юрия Дудя — о жизни в Кремниевой долине

Николай Давыдов стал одним из основных героев фильма Юрия Дудя

Forbes
Открыть в приложении