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 люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире Как люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире

Как морские магистрали нарушают среду обитания самых крупных рыб в мире

Популярная механика
Почему у тебя отекают ноги: 7 частых причин и способы борьбы с проблемой Почему у тебя отекают ноги: 7 частых причин и способы борьбы с проблемой

Отекшие ноги — это вообще нормально?

Playboy
Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс

«Год в земном звездолете»: что это за эксперимент и почему СССР его скрывал?

ТехИнсайдер
Игра BioShock с годами становится только актуальнее Игра BioShock с годами становится только актуальнее

Все мы знаем, что такое глубокий экзистенциальный кризис и разочарование в мире

GQ
Правила жизни Андрея Миронова Правила жизни Андрея Миронова

Актер умер 16 августа 1987 года в возрасте 46 лет в Риге, Латвия.

Правила жизни
У малярийных плазмодиев нашли собственные биологические часы У малярийных плазмодиев нашли собственные биологические часы

Циклическое течении малярии обусловлено циркадными ритмами плазмодиев

N+1
Алкогений: Уинстон Черчилль Алкогений: Уинстон Черчилль

Жизнь Черчилля — редкий пример счастливого и мирного алкоголизма

Maxim
9 модных тенденций прошлого, от которых умирали 9 модных тенденций прошлого, от которых умирали

Мода заразна, как чума, а иногда она была и так же смертельна

Maxim
Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи

К сожалению, некоторые доктора частенько демонстрируют невежество

Популярная механика
«Запертые в невидимом футляре»: как вернуться к нормальной жизни «Запертые в невидимом футляре»: как вернуться к нормальной жизни

Чему нас может научить эта внезапная пандемия

Psychologies
Почему исследования в пользу «жаворонков» в корне не верны Почему исследования в пользу «жаворонков» в корне не верны

Книга, где развенчиваются мифы о «жаворонках» и «совах»

СНОБ
Использование грунтовых вод поставило 200 миллионов людей перед угрозой отравления мышьяком Использование грунтовых вод поставило 200 миллионов людей перед угрозой отравления мышьяком

Почти все люди из группы риска отравления мышьяком — жители юга и востока Азии

N+1
Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты

Для тестирования комплектующих ПК есть большое количество специальных утилит

CHIP
На чем ездила ГАИ в СССР. Все самые необычные автомобили На чем ездила ГАИ в СССР. Все самые необычные автомобили

Автомобили, на которых ездили сотрудники ГАИ во времена СССР

РБК
Играет на равных Играет на равных

Кейт Бланшетт о том, как «Миссис Америка» может помочь избежать ошибок прошлого

Grazia
Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов

Мы разобрались, как правильно смотреть телевизор

CHIP
Сон или зубрежка всю ночь? Ответ подсказали мозговые волны Сон или зубрежка всю ночь? Ответ подсказали мозговые волны

Научные доказательства того, что сон очень важен в процессе запоминания

Популярная механика
Статус «все сложно»: знакомьтесь, нью-йоркский бренд Vaquera Статус «все сложно»: знакомьтесь, нью-йоркский бренд Vaquera

Эксперты не определились, можно ли считать Vaquera модным брендом

GQ
Застрявшие на островах: что делать с сотрудниками, которые не могут вернуться в Россию Застрявшие на островах: что делать с сотрудниками, которые не могут вернуться в Россию

Что делать работодателям, лишившимся сотрудников и вынужденных платить зарплату

Forbes
Фитнес без движения: как наш мозг сжигает много лишних калорий Фитнес без движения: как наш мозг сжигает много лишних калорий

Для сжигания калорий вовсе не обязательно пыхтеть на беговой дорожке

Популярная механика
Как обладание вещами крадет ваше время Как обладание вещами крадет ваше время

Отрывок из книги самого известного японского минималиста Ямио Сасаки

СНОБ
Как стать императрицей и не облажаться: каким получился сериал «Великая» с Эль Фаннинг о восхождении Екатерины II Как стать императрицей и не облажаться: каким получился сериал «Великая» с Эль Фаннинг о восхождении Екатерины II

Сериал «Великая» об императрице Екатерине II — очень черная комедия

Esquire
Хорошо забытое старое: «Новь» Тургенева Хорошо забытое старое: «Новь» Тургенева

Насмешливая лёгкость и параллели с современностью в романе Тургенева «Новь»

Полка
«Мне достались плохие гены». Как биохакер Джо Коэн борется с тем, что дала ему природа «Мне достались плохие гены». Как биохакер Джо Коэн борется с тем, что дала ему природа

Разбираем способы прокачать организм вместе с врачами

Reminder
Правила жизни Бориса Акунина Правила жизни Бориса Акунина

Правила жизни писателя и ученого-япониста Бориса Акунина

Esquire
Что делать, если тревога мешает сосредоточиться Что делать, если тревога мешает сосредоточиться

Как вернуться в настоящее, перезагрузиться и настроиться на работу?

Psychologies
Шестилетний миллионер, фигуристка Косторная и сын миллиардера Фридмана: самые молодые участники рейтинга Forbes «30 до 30» Шестилетний миллионер, фигуристка Косторная и сын миллиардера Фридмана: самые молодые участники рейтинга Forbes «30 до 30»

Десятка самых юных участников рейтинга 30 перспективных россиян моложе 30 лет

Forbes
Не взлетел: самые провальные технологические проекты Не взлетел: самые провальные технологические проекты

Технологические прорывы, которые должны были взлететь, но что-то пошло не так

Популярная механика
Где одеваются современные европейские монархи Где одеваются современные европейские монархи

В каких рубашках ходит принц Чарльз, и у кого заказывает костюмы король Филипп

GQ
Недра небесные Недра небесные

Американские ученые выпустили самую полную геологическую карту Луны

Огонёк
Открыть в приложении