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

Палеогенетики впервые выявили древнего человека с синдромом Эдвардса Палеогенетики впервые выявили древнего человека с синдромом Эдвардса

Первый случай, когда синдром Эдвардса выявили у древнего человека

N+1
Мэрилин Монро — «актриса, прошедшая через ад». Отрывок из сборника эссе Айн Рэнд Мэрилин Монро — «актриса, прошедшая через ад». Отрывок из сборника эссе Айн Рэнд

Айн Рэнд осмысляет события, определившие жизнь людей во второй половине XX века

СНОБ
Мозг умеет ждать награду и предсказывать время ее получения Мозг умеет ждать награду и предсказывать время ее получения

Как мозг «предсказывает» уровень вознаграждения и оценивает время его получения

ТехИнсайдер
Как гигантские контейнеровозы перевозят грузы Как гигантские контейнеровозы перевозят грузы

Гигантский контейнеровоз кажется неподвижным и незыблемым перед лицом стихии

Популярная механика
Психопаты, социопаты, нарциссы: в чем разница Психопаты, социопаты, нарциссы: в чем разница

Социопаты — это не серийные убийцы, которых мы привыкли видеть на экранах

Psychologies
Не ставь на паузу Не ставь на паузу

Гормональная перестройка женского организма – не повод прощаться с красотой!

Лиза
«Нелепые каракули, нацарапанные полубезумным тупицей» «Нелепые каракули, нацарапанные полубезумным тупицей»

Как ругали Пабло Пикассо

Weekend
Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным

Технологии, которые делают моду более этичной и экологичной

РБК
Скромница разделась в ванной и покорила Европу: удивительные факты об Алсу Скромница разделась в ванной и покорила Европу: удивительные факты об Алсу

Алсу стала звездой "Евровидения", нашла свою любовь и родила троих детей

Cosmopolitan
Как экзотические растения повлияли на возникновение модернизма в литературе. Глава книги Как экзотические растения повлияли на возникновение модернизма в литературе. Глава книги

Отрывок из книги Ольги Кушлиной о связи литературы XX века и комнатных растений

Esquire
8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива 8 неожиданных плюсов для здоровья от употребления пива

Ученые нашли 8 аргументов в пользу употребления пива

Maxim
Как Китай меняет людей и может ли иностранка стать «своей». Отрывок из книги Катерины Кулик «Лаовай» Как Китай меняет людей и может ли иностранка стать «своей». Отрывок из книги Катерины Кулик «Лаовай»

Отрывок из книги Катерины Кулик о её жизни в Китае

СНОБ
Личная коллекция: 10 ювелирных украшений королевы Елизаветы Личная коллекция: 10 ювелирных украшений королевы Елизаветы

Коллекции ювелирных украшений Елизаветы II

РБК
Знак на лбу у римских купидонов назвали клеймом преступников и рабов Знак на лбу у римских купидонов назвали клеймом преступников и рабов

Анализ сицилийских мозаик принес новую трактовку V-образных символов

N+1
Северные гладкие киты за сорок лет стали на метр короче Северные гладкие киты за сорок лет стали на метр короче

Ученые связывают уменьшение размера китов с запутыванием в рыболовных снастях

N+1
Ботокс для ресниц: прорыв или развод на деньги? Ботокс для ресниц: прорыв или развод на деньги?

Ботокс для ресниц. Что это и нужно ли оно нам?

Cosmopolitan
Покрас Лампас – о перспективах NFT, любимых художниках и ценности времени Покрас Лампас – о перспективах NFT, любимых художниках и ценности времени

Покрас собирается перевести в NFT целый манифест каллиграфутуризма

GQ
Саббатикал — это маленькая жизнь: как уйти в отпуск на целый год за счет работодателя Саббатикал — это маленькая жизнь: как уйти в отпуск на целый год за счет работодателя

Как появился феномен «долгосрочного творческого отпуска»

Forbes
Живительный церий Живительный церий

Прообразы будущих препаратов, которые могли бы получить практическое применение

Наука и жизнь
7 неочевидных факторов, которые влияют на уровень вашего дохода 7 неочевидных факторов, которые влияют на уровень вашего дохода

Почему некоторые люди не могут зарабатывать больше?

Psychologies
От танков до покемонов: топ-10 лучших бесплатных игр на Android От танков до покемонов: топ-10 лучших бесплатных игр на Android

Отличные варианты бесплатных мобильных развлечений

CHIP
Белых аистов привлек запах свежескошенной травы Белых аистов привлек запах свежескошенной травы

Использование обоняния при поиске пищи зафиксировано у аистов впервые

N+1
Детские психотравмы связали с получением большего удовольствия от морфина Детские психотравмы связали с получением большего удовольствия от морфина

Люди, перенесшие психологические травмы, получают больше удовольствия от морфина

N+1
5 странных профессий со всего мира 5 странных профессий со всего мира

Только представь себе их Доски почета!

Maxim
Телесная осознанность: зачем она нужна и как может изменить жизнь к лучшему Телесная осознанность: зачем она нужна и как может изменить жизнь к лучшему

Мысли и желания способны оказывать влияние на здоровье и состояние нашего тела

Cosmopolitan
Евгений Водолазкин о пластиковых бутылках в Средневековье, хронофагах и ДиКаприо Евгений Водолазкин о пластиковых бутылках в Средневековье, хронофагах и ДиКаприо

Евгений Водолазкин – об экранизации своего романа, времени и хронофагах

Cosmopolitan
Вернись, я все прощу! На что знаки зодиака готовы пойти ради любви Вернись, я все прощу! На что знаки зодиака готовы пойти ради любви

На что твой милый готов пойти ради любви

VOICE
На пультах Ричарда Нива записывали The Beatles и Nirvana, по его громкой связи говорил Черчилль: история «легенды звука» На пультах Ричарда Нива записывали The Beatles и Nirvana, по его громкой связи говорил Черчилль: история «легенды звука»

Ричард Нив сконструировал микшерные пульты — «кадиллаки» индустрии звукозаписи

VC.RU
12 интересных фактов о домашнем тесте на беременность 12 интересных фактов о домашнем тесте на беременность

История домашнего теста на беременность

Cosmopolitan
15 секретов привлекательности Мэрилин Монро 15 секретов привлекательности Мэрилин Монро

Какие секреты красоты и стиля Мэрилин Монро обеспечили ей вечную славу

Cosmopolitan
Открыть в приложении