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

8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными 8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными

Некоторые продукты с последним ударом часов превращаются в настоящий яд

Популярная механика
Кто может, пусть сделает лучше Кто может, пусть сделает лучше

20 лет назад в Москве состоялась премьера «Гладиатора»

OK!
Открыт четвертый вид зрачковой реакции — на фазу дыхания Открыт четвертый вид зрачковой реакции — на фазу дыхания

Ученые открыли, что зрачки реагируют на фазу дыхательного цикла

N+1
Доктор едет, едет Доктор едет, едет

Два врача и программист построили цифровую платформу для ДМС

Forbes
Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь

Половая жизнь — это не только физиология, но и сложный эмоциональный процесс

Правила жизни
Пленка или стекло на экран: есть ли разница и что лучше купить Пленка или стекло на экран: есть ли разница и что лучше купить

Поцарапали или разбили дисплей смартфона и хотите впредь этого избежать?

CHIP
Семена чиа: как их есть, чтобы они приносили максимальную пользу? Семена чиа: как их есть, чтобы они приносили максимальную пользу?

На полках магазинов можно отыскать почти волшебные продукты

Cosmopolitan
Гарри ясно Гарри ясно

Дэниел Рэдклифф давно отошел от амплуа волшебника из Хогвартса

Esquire
Тяжелая вода оказалась сладкой Тяжелая вода оказалась сладкой

Биохимики подтвердили сладкий вкус тяжелой воды

N+1
«Личные припасы давно закончились». Как российский парусник «Паллада» переживает карантин в кругосветке «Личные припасы давно закончились». Как российский парусник «Паллада» переживает карантин в кругосветке

Как команда фрегата «Паллада» справляется с новыми обстоятельствами

Forbes
Тилар Маццео: Дети Ирены Тилар Маццео: Дети Ирены

Отрывок из книги Тилара Маццео о польской героине Ирене Сендлер

СНОБ
Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие» Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие»

Приквел «Во все тяжкие» оказался историей даже более глубокой и драматичной

Esquire
Как системы распознавания лиц справляются с масками Как системы распознавания лиц справляются с масками

Спойлер: если хотите скрыться от камер, лучше купите футболку с принтом

GQ
Соцсети и карьера: как вести аккаунты, чтобы найти работу Соцсети и карьера: как вести аккаунты, чтобы найти работу

Что и как постить, если вы претендуете на хорошую вакансию

РБК
Как быть, если карантин убивает ваши отношения? Как быть, если карантин убивает ваши отношения?

Способы, которые помогут наладить ваши отношения

GQ
Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре» Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре»

Куда инвестируют состоятельные клиенты в условиях пандемии

Forbes
«Сейчас нет никого, кто бы не чувствовал себя уязвимым». Юлий Дубов о Босове, Быкове, Березовском и других героях «лихих 90-х» и дней сегодняшних «Сейчас нет никого, кто бы не чувствовал себя уязвимым». Юлий Дубов о Босове, Быкове, Березовском и других героях «лихих 90-х» и дней сегодняшних

«Сноб» побеседовал с российским предпринимателем и писателем Юлием Дубовым

СНОБ
Жизнь после карантина. Аll-Terrain для коротких поездок Жизнь после карантина. Аll-Terrain для коротких поездок

Кроссоверы и внедорожники довольно часто обитают в городах

4x4 Club
Что такое интроекции и чем вредны чужие убеждения Что такое интроекции и чем вредны чужие убеждения

Почему интроекции вредят нашему благополучию и как научиться ими управлять

РБК
Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов

Мы разобрались, как правильно смотреть телевизор

CHIP
Как индустрия киберспорта переживает период самоизоляции Как индустрия киберспорта переживает период самоизоляции

Как развиваются виртуальные соревнования и почему не стоит их игнорировать

GQ
Все, что нужно знать о Doja Cat: от совместки с Ники Минаж до романа с коллегой Все, что нужно знать о Doja Cat: от совместки с Ники Минаж до романа с коллегой

Как Doja Cat удалось пробиться на музыкальный олимп?

Cosmopolitan
10 мифов о здоровье 10 мифов о здоровье

Расстаемся со стереотипами!

Лиза
Четыре комнаты Четыре комнаты

Анна Толстова об опытах радикальной самоизоляции в искусстве

Weekend
Дмитрий Крымов: «Во всем мире театр просто помер» Дмитрий Крымов: «Во всем мире театр просто помер»

Дмитрий Крымов об онлайн-премьере проекта «Тайная вечеря» и глубине ужаса

GQ
Судьба минимализма: Jil Sander SS 07, Celine SS 10, Hermes FW 15 Судьба минимализма: Jil Sander SS 07, Celine SS 10, Hermes FW 15

Новая версия минимализма от Рафа Симонса создала образ современной женщины

Weekend
МинФин МинФин

Как живет самая молодая в мире женщина-премьер

Tatler
Пересадка бороды: 6 ответов на главные вопросы Пересадка бороды: 6 ответов на главные вопросы

Рассказываем обо всех тонкостях пересадки бороды

Playboy
Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров

Опричники — грозные слуги Ивана Грозного

Maxim
Л-1: как в СССР вместо трактора построили первый лимузин Л-1: как в СССР вместо трактора построили первый лимузин

Как выпускались первые советские лимузины

Популярная механика
Открыть в приложении