Российские ученые нашли новый способ применения квантового симулятора

N+1Наука

Квантовый вычислитель смог обнаружить фазовый переход сквозь шум

Оксана Борзенкова

O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Российские физики экспериментально продемонстрировали устойчивость к шумам квантового вариационного алгоритма на фотонном вычислителе с поляризационными кубитами. С его помощью они рассчитали квантовый фазовый переход в модели взаимодействия элементарных частиц и следили за возможностью его различить в случае зашумленных измерений. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Помимо известных квантовых алгоритмов, которые под силу только квантовому компьютеру, ученые ищут другие способы применения квантовых симуляторов «здесь и сейчас». Одна из таких возможностей — квантовые гибридные вариационные алгоритмы. Их хитрость таится в слове «гибридные»: для решения любой задачи используется и квантовый и классический вычислители, каждый из которых решает реальную для него подзадачу. Самый простой и распространенный вариационный алгоритм умеет находить минимальное значение энергии системы (в англоязычной литературе его называют Variational Quantum Eigensolver или VQE).

Любую задачу можно перевести на квантовый язык и рассматривать ее как физическую систему в состоянии с определенной энергией, причем решением задачи будет такое состояние системы, при котором энергия системы минимальна. Гибридный алгоритм использует квантовый процессор для того, чтобы приготавливать разные состояния, которые могут оказаться решением задачи. А классический вычислитель проверяет, какую энергию имеет то или иное состояние, и подсказывает квантовому какое состояние приготовить следующим. Постепенная вариация (отсюда и название) квантового состояния позволяет найти нужное состояние с минимальной энергией.

Физики из Сколтеха и Центра Квантовых Технологий МГУ под руководством Джейкоба Бьямонте (Jacob D. Biamonte) реализовали VQE на фотонном процессоре с поляризационными кубитами для моделирования изменения симметрии в системе элементарных частиц. Ученые запускали алгоритм при разных уровнях шума в системе и показали, что алгоритм устойчив к шумам. Кроме этого, им удалось обнаружить особенность поведения алгоритма в точке фазового перехода.

Схема установки для эксперимента. LD — лазерный диод, HWP, QWP — полуволновые и чертвертьволновые пластинки, LCVR — источники шума, PPKTP — нелинейный кристалл. Синим обозначена накачка от лазерного диода на длине волны 405 нанометров, а красным — одиночные фотоны после процесса спонтанного параметрического рассеяния, квадраты с диагональными линиями — поляризационные светоделители, черные линии — волокна. O. Borzenkova et al. / Applied Physics Letters, 2021

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Зоолог впервые заснял самого крупного грызуна Австралии и Океании Зоолог впервые заснял самого крупного грызуна Австралии и Океании

Зоолог впервые запечатлел на фото и видео низинную мохнатую крысу

N+1
4 правила «Я-сообщений» 4 правила «Я-сообщений»

Что это такое «Я-сообщения»?

Psychologies
Выдающийся математик, который морил себя голодом из-за паранойи: история жизни и смерти Курта Гёделя Выдающийся математик, который морил себя голодом из-за паранойи: история жизни и смерти Курта Гёделя

История Курта Гёделя, выдающегося математика, который умер от паранойи

ТехИнсайдер
«Чувство юмора спасает нас во всем» «Чувство юмора спасает нас во всем»

Максим Лагашкин и Екатерина Стулова отмечают 25-ю годовщину со дня свадьбы

OK!
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Что на самом деле вызывает заболевания сердца и сосудов

kiozk originals
«Позови человека». Почему боты не заменят живых операторов на 100 процентов «Позови человека». Почему боты не заменят живых операторов на 100 процентов

Когда автоматизация не вредит, а помогает клиентскому сервису

СНОБ
Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова

Зураб Джапаридзе о наследстве Алексея Баталова

Коллекция. Караван историй
Назад в будущее: как приложение Prequel обрабатывает и меняет мир Назад в будущее: как приложение Prequel обрабатывает и меняет мир

Казалось бы: кого можно удивить набором фильтров в 2021-м году?

Популярная механика
Подводные археологи впервые нашли в Сингапурском проливе следы старых кораблекрушений Подводные археологи впервые нашли в Сингапурском проливе следы старых кораблекрушений

Возле острова Педра-Бранка обнаружены затонувшие торговые корабли XIV-XVIII вв

N+1
Сила есть: что показывает государство российскому обществу в 2021 году Сила есть: что показывает государство российскому обществу в 2021 году

Общество рефлекторно сжимается в ответ на кампанию закручивания гаек

Forbes
Театр FULCRO Театр FULCRO

Театральный феномен: проект FULCRO за полгода стал городской сенсацией

Собака.ru
Том Круз, Хлоя  Морец и Харрисон Форд: актеры, которые работают без каскадеров Том Круз, Хлоя  Морец и Харрисон Форд: актеры, которые работают без каскадеров

Эти актеры не только отлично играют, но и выполняют трюки без каскадеров

Cosmopolitan
Безответная любовь: как ее переживают мужчины? Две откровенные истории Безответная любовь: как ее переживают мужчины? Две откровенные истории

Наши герои анонимно рассказали свои истории о неразделенной о любви

Psychologies
Два гетмана Два гетмана

Из всех гетманов Войска Запорожского выделяются Богдан Хмельницкий и Иван Мазепа

Дилетант
Терруар: зазеркалье Терруар: зазеркалье

Российское виноделие переживает второе рождение

Вокруг света
Барби-футбол, танк и мертвый жеребенок — самые нелепые  покупки звезд Барби-футбол, танк и мертвый жеребенок — самые нелепые  покупки звезд

Самых нелепые, шокирующие и, конечно, дорогие покупки знаменитостей

VOICE
Героини Голливуда: кто и зачем атакует гламур в массовой культуре Героини Голливуда: кто и зачем атакует гламур в массовой культуре

Что Голливуд делает для нормализации женского лица и тела и что с этим не так?

РБК
Диета для живота, бедер и ягодиц Диета для живота, бедер и ягодиц

Диета для живота, бедер и ягодиц зависит от твоих предпочтений в еде

Cosmopolitan
Что смотреть: 10 сериалов, которые спасут от грусти Что смотреть: 10 сериалов, которые спасут от грусти

Смешные, трогательные и красивые сериалы, которые поднимут вам настроение

Cosmopolitan
Святая, которая не ходит в туалет: слава и ужасная смерть мошенницы Анны Ламинит Святая, которая не ходит в туалет: слава и ужасная смерть мошенницы Анны Ламинит

История мошенницы, которая заставила всю Европу поклоняться себе

Cosmopolitan
Любимец спецназа. 5 поражающих фактов о пистолете Стечкина Любимец спецназа. 5 поражающих фактов о пистолете Стечкина

Все крутые парни из российских боевиков любили пистолет Стечкина

Maxim
Полосатый в рейсе Полосатый в рейсе

Правила и рекомендации для тех, кто решил поехать в отпуск с любимым питомцем

Cosmopolitan
Удивительные преображения! Как выглядели в юности звезды шоу «Женский стендап» Удивительные преображения! Как выглядели в юности звезды шоу «Женский стендап»

Комедийные актрисы заметно преобразились

Cosmopolitan
Одна вокруг света: киты, кайтсерфинг и посылка из России Одна вокруг света: киты, кайтсерфинг и посылка из России

124-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Мексика

Forbes
Все советские космические фантастические фильмы. Часть 2 (1975-1990) Все советские космические фантастические фильмы. Часть 2 (1975-1990)

Некоторые из этих советских фантастических фильмов не видели даже граждане СССР

Maxim
Криштиану торжествует Криштиану торжествует

Роналду-человек и Роналду-миф. Биография непревзойденного футболиста

Esquire
Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию

Ученые сомневаются, что на Марсе действительно существуют озера

Forbes
Глазами другого Глазами другого

Когда на нас смотрят, мы открываем свою личность заново

Psychologies
Праздник, который всегда с тобой: кто и зачем каждый год ездит на Дягилевский фестиваль Праздник, который всегда с тобой: кто и зачем каждый год ездит на Дягилевский фестиваль

Кто и зачем каждый год ездит на Дягилевский фестиваль

Seasons of life
Таблетки или спираль: что нужно знать об экстренной контрацепции Таблетки или спираль: что нужно знать об экстренной контрацепции

Ситуаций, в которых может понадобиться экстренная контрацепция, немало

Cosmopolitan
Открыть в приложении