В РФ предложили создать квантовый компьютер на ультрахолодных полярных молекулах
Исследователи из России теоретически обосновали возможность создания многоуровневого квантового процессора на полярных молекулах, а не только на ионах или холодных атомах. Это позволит ученым наиболее эффективным способом исполнять многокубитные операции и реализовывать сложные квантовые алгоритмы, сообщила пресс-служба Российского квантового центра (РКЦ).
«Мы продемонстрировали потенциальную применимость полярных молекул не только в качестве отдельных носителей квантовой информации, но и как основу для масштабируемого квантового процессора. Мы построили модель, в которой одна молекула может работать как система с несколькими логическими состояниями, и показали, как выполнить запутывающую операцию между двумя такими молекулами», — пояснил научный сотрудник РКЦ Солех Муминов, чьи слова приводит пресс-служба.
Как объясняют ученые, существует несколько платформ для создания подобных многоуровневых кубитов, в том числе ионы, холодные атомы или цепочки сверхпроводников. Российские ученые показали, что для этих целей можно так же применять ультрахолодные полярные молекулы. Так химики и физики называют вещества, одна часть которых имеет небольшой избыток положительного заряда, а другая — отрицательного, что связано с различиями в свойствах составляющих их атомов.
Благодаря этому, соседние полярные молекулы взаимодействуют друг с другом, что позволяет выполнять над ними квантовые операции. Опираясь на это соображение, российские физики создали компьютерные модели двух квантовых вычислителей, построенных на базе двух разных полярных молекул — фторида стронция и соединения цезия и натрия — и просчитали то, какие операции при их помощи можно проводить.
Эти расчеты показали, что обе молекулы можно использовать для исполнения универсального набора логических операций с кубитами и кудитами, обладающими тремя, четырьмя и пятью состояниями. При этом время выполнения квантовых операций оказалось на три порядка меньше типичного времени жизни этих квантовых ячеек памяти, что дает много пространства для проведения будущей экспериментальной проверки этой идеи.
«Используя многоуровневость ультрахолодных полярных молекул, мы показали, как можно выполнять запутывающие двухчастичные операции, а также продемонстрировали то, как можно естественно и эффективно реализовывать более сложные многокубитные операции, ключевую составляющую многих квантовых алгоритмов. Это позволяет раскрыть потенциал ультрахолодных полярных молекул как кудитной вычислительной платформы», — подытожила эксперт научного проекта НИТУ МИСИС Анастасия Николаева, чьи слова приводит пресс-служба РКЦ.
О многоуровневых квантовых компьютерах
В последние годы ведущие участники мировой «квантовой гонки» активно разрабатывают не только классические квантовые компьютеры на базе кубитов, квантовых объектов с двумя энергетическими уровнями, но и более сложных квантовых структур, которые физики называют кудитами. На их основе, созданы самые мощные в России квантовые компьютеры, эквивалентные по мощности системам на базе 70 двухуровневых кубитов.
Источник: ТАСС. Наука.