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

Как правильно чистить смартфон от загрязнений Как правильно чистить смартфон от загрязнений

Мобильный телефон называют одним из самых загрязнённых предметов в доме

Популярная механика
Колоссальная неопределенность: от чего зависит курс рубля и что с ним будет к концу года Колоссальная неопределенность: от чего зависит курс рубля и что с ним будет к концу года

От чего зависят валютные курсы, надолго ли доллар останется главной валютой мира

Forbes
Экологи усомнились в существовании «эскалатора вымирания» Экологи усомнились в существовании «эскалатора вымирания»

Экологи проверили правдоподобность популярной гипотезы об эскалаторе вымирания

N+1
Покажите язык: Максим Кронгауз — о проблемах русского языка, сленге и странных неологизмах Покажите язык: Максим Кронгауз — о проблемах русского языка, сленге и странных неологизмах

Максим Кронгауз о "мире люстр" и других прекрасных неологизмах

Esquire
Ешь, двигайся, спи Ешь, двигайся, спи

Как повседневные решения влияют на здоровье и долголетие

kiozk originals
«Сегодня камеру можно направить только на себя» «Сегодня камеру можно направить только на себя»

Марина Разбежкина о том, как изоляция обнулила киноязык

Weekend
Девушка в цвету Девушка в цвету

Саша Пивоварова примеряет летние платья, но не на себя, а на свое альтер эго

Vogue
10 легендарных вечеринок 10 легендарных вечеринок

10 легендарных вечеринок, которые не всегда были про музыку или танцы

Esquire
Вино: ценители и почитатели среди писателей Вино: ценители и почитатели среди писателей

Художники задались вопросом: какие напитки предпочитали писатели?

СНОБ
Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты

Насколько велик разрушительный потенциал современного ядерного вооружения?

Популярная механика
Они не железные! Звезды, которых карантин довел до нервного срыва Они не железные! Звезды, которых карантин довел до нервного срыва

Рассказываем, у кого из знаменитостей на карантине начали сдавать нервы

Cosmopolitan
Торжество воды Торжество воды

Петергоф называют столицей фонтанов. Их здесь больше 150!

Лиза
Рыбий жир: доказанная польза для мужчин и рекомендации по употреблению Рыбий жир: доказанная польза для мужчин и рекомендации по употреблению

Пора «подсесть» на рыбий жир?

Playboy
«Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд «Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд

Звезды, которые нашли в себе силы выйти из абьюзивных отношений

Cosmopolitan
Опасные взгляды: как гендерные стереотипы мешают развивать экономику Опасные взгляды: как гендерные стереотипы мешают развивать экономику

Гендерные стереотипы мешают женщинам участвовать в экономике наравне с мужчинами

Forbes
Любимые автомобили Дэвида Бекхэма Любимые автомобили Дэвида Бекхэма

Футболист Дэвид Бекхэм знает толк в крутых машинах

GQ
Унесенные Миядзаки. Как прославленный японец показал нам мир глазами ребенка Унесенные Миядзаки. Как прославленный японец показал нам мир глазами ребенка

Отрывок из книги «Студия Ghibli: творчество Хаяо Миядзаки и Исао Такахаты»

Forbes
«Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости «Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости

Что поможет противостоять «психологическому хищнику»

Psychologies
Долю человеческих клеток в химере с мышью подняли до четырех процентов Долю человеческих клеток в химере с мышью подняли до четырех процентов

Американским биологам удалось создать химерные зародыши человека и мыши

N+1

Армия Кравченко должна была стать главной ударной силой в наступлении на Вену

Популярная механика
5 новых книг об искусстве, которые стоит прочитать 5 новых книг об искусстве, которые стоит прочитать

Пять книг, которые помогут вам открыть новые области в мире искусства

Esquire
Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам

Краткое описание обновлений LADA 4х4 занимает не больше абзаца

4x4 Club
Райский уголок Райский уголок

Пришло время сменить декорации!

Лиза
Как начать знакомство с постклассической музыкой Как начать знакомство с постклассической музыкой

Пианист Дмитрий Селипанов о том, как полюбить неоклассику

GQ
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
Просто товар Просто товар

Когда нефть перестанет быть нефтью?

Forbes
«Возможно, все, кто оглядывался на нас, были русскими»: британцы протестировали «Ниву» и пришли в восторг «Возможно, все, кто оглядывался на нас, были русскими»: британцы протестировали «Ниву» и пришли в восторг

Русский джип в прицеле британского юмора.

Maxim
Как воспринимают развод мужчины, а как — женщины? Как воспринимают развод мужчины, а как — женщины?

Почему мы переживаем развод настолько по-разному?

Psychologies
Хазби Будунов: Дай триллион, или Почему не надо раскулачивать Джеффа Безоса Хазби Будунов: Дай триллион, или Почему не надо раскулачивать Джеффа Безоса

Умопомрачительные суммы личных состояний — не самый главный признак неравенства

СНОБ
Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам

В этом году компания Suzuki отмечает столетний юбилей

4x4 Club
Открыть в приложении