Физики продемонстрировали квантовую телепортацию между двумя кубитами

2018-09-10 17:29

Команда ученых из Йельского университета экспериментально продемонстрировала один из ключевых шагов в построении архитектуры квантовых компьютеров - «телепортации» квантовых ворот между двумя логическими кубитами.

Квантовый компьютер имеет потенциал для эффективного решения проблем, которые невозможно решить с помощью классических компьютеров.

Однако создание крупномасштабного квантового процессора - зачада сложная из-за ошибок и "шумов", присущих квантовым системам реального мира.

Одним из подходов к решению этой проблемы является использование модульности - стратегия, используемая часто в природе и технике для надежного построения сложных систем.

«Квантовая модульная архитектура состоит из набора модулей, которые функционируют как небольшие квантовые процессоры, подключенные к более крупной сети», - объясняют принцип работы руководители команд профессор Роберт Шёлькопф, доктор Кевин Чоу и их коллеги.

Построение модульной архитектуры и телепортируемых ворот: (а) обзор сети модульной квантовой архитектуры; модули представлены в виде узлов квантовой сети и состоят из кубитов данных (пурпурный) и кубитов (голубой) связи; связь между модулями создается через реконфигурируемые каналы связи, которые могут быть включены (темно-фиолетовые линии) или отключены (светло-фиолетовые линии); (б) квантовые модули; каждый модуль содержит небольшой квантовый процессор, который способен выполнять высокоточные операции среди кубитов данных и кубитов связи; в эксперименте доктора Чоу они создают два модуля, каждый из которых состоит из одного кубита данных (D1 и D2) и одного кубита связи (C1 и C2); (c) телепортационная схема между D1 и D2; телепортационная схема требует: (1) перепутывания между C1 и C2 (фиолетовый меандр), (2) локальных операций, (3) измерения C1 в базе Z и C2 в базе X, где X и Z являются операторами Паули, и (4) классические коммуникации (двойные линии) и прямые операции; (d) экспериментальная реализация (схематический вид сверху) в трехмерной схеме - квантово-электродинамическая реализация; каждый модуль состоит из кубита данных, определенного как коаксиальная четвертьволновая (? / 4) трехмерная полость (пурпурный), кубит связи, определяемый как Y-образный транскон-кубит (голубой) и фильтрованный кварлоарным, / 2 резонатора с полосковым считыванием (черный); в этом эксперименте два модуля связаны дополнительным режимом, реализованным как коаксиальная ? / 4 3D полость (фиолетовая)

«Модули в этой архитектуре имеют естественную изоляцию друг от друга, что уменьшает нежелательные взаимодействия через более крупную систему».

«Однако эта изоляция также делает выполнение операций между модулями отдельной задачей. Телепортационные ворота - это способ реализации межмодульных операций ».

Используя теоретический протокол, разработанный в 1990-х годах, профессор Шоелкопф, доктор Чжоу и соавторы продемонстрировали квантовую операцию или «ворота», не полагаясь на какое-либо прямое взаимодействие.

«Наша работа - это первый раз, когда этот протокол был продемонстрирован там, где классическое взаимодействие происходит в режиме реального времени, что позволяет нам выполнять "детерминированную" операцию, которая выполняет желаемую операцию каждый раз», - сказал доктор Чжоу.

«Квантовые вычисления выполняются с помощью битов данных, называемых кубитами, которые подвержены ошибкам», - добавил профессор Шёлькопф.

«В экспериментальных квантовых системах "логические" кубиты контролируются "вспомогательными" кубитами, чтобы немедленно обнаружить и исправить ошибки».

«Наш эксперимент также является первой демонстрацией двух-кубитовой операции между логическими кубитами».

«Это веха в квантовой обработке информации с использованием исправляемых ошибок кубитов».

Источник: m.vk.com



		Физики продемонстрировали квантовую телепортацию между двумя кубитами
МЕНЮ Искусственный интеллект Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту ТЕМЫ Новости ИИ Искусственный интеллект Голосовой помощник Городские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Слежка за людьми Угроза ИИ Разработка ИИ ИИ теория Компьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Внедрение ИИ Big data Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Техническое зрение Чат-боты Работа разума и сознание Изучение сна Изучение сознания Психология Работа головного мозга Работа памяти Работа разума Модель мозга Модель мозга Робототехника, БПЛА Беспилотные автомобили БПЛА Робототехника Трансгуманизм Трансгуманизм Обработка текста Анализ социальных сетей Компьютерная лингвистика Лингвистика Поисковые алгоритмы Теория эволюции Головной мозг Нейронные сети Поведение животных Теория эволюции Дополненная реальность Виртулаьная реальность Дополненная реальность Железо Интернет вещей Квантовые компьютеры Нейронные процессоры облачные вычисления Суперкомпьютеры Киберугрозы Кибербезопасность Научный мир Методы исследования Наука и образование Семинары ИТ индустрия ИТ-гиганты Новости ит Разработка ПО Разработка ПО Теория алгоритмов Теория информации Кластеризация Математика Актуальная математика Статистика Теория вероятности Теория информации Теория хаоса Цифровая экономика Технология блокчейн Цифровая экономика Авторизация RSS RSS новости		2018-09-10 17:29 новости квантовых компьютеров Команда ученых из Йельского университета экспериментально продемонстрировала один из ключевых шагов в построении архитектуры квантовых компьютеров - «телепортации» квантовых ворот между двумя логическими кубитами. Квантовый компьютер имеет потенциал для эффективного решения проблем, которые невозможно решить с помощью классических компьютеров. Однако создание крупномасштабного квантового процессора - зачада сложная из-за ошибок и "шумов", присущих квантовым системам реального мира. Одним из подходов к решению этой проблемы является использование модульности - стратегия, используемая часто в природе и технике для надежного построения сложных систем. «Квантовая модульная архитектура состоит из набора модулей, которые функционируют как небольшие квантовые процессоры, подключенные к более крупной сети», - объясняют принцип работы руководители команд профессор Роберт Шёлькопф, доктор Кевин Чоу и их коллеги. Построение модульной архитектуры и телепортируемых ворот: (а) обзор сети модульной квантовой архитектуры; модули представлены в виде узлов квантовой сети и состоят из кубитов данных (пурпурный) и кубитов (голубой) связи; связь между модулями создается через реконфигурируемые каналы связи, которые могут быть включены (темно-фиолетовые линии) или отключены (светло-фиолетовые линии); (б) квантовые модули; каждый модуль содержит небольшой квантовый процессор, который способен выполнять высокоточные операции среди кубитов данных и кубитов связи; в эксперименте доктора Чоу они создают два модуля, каждый из которых состоит из одного кубита данных (D1 и D2) и одного кубита связи (C1 и C2); (c) телепортационная схема между D1 и D2; телепортационная схема требует: (1) перепутывания между C1 и C2 (фиолетовый меандр), (2) локальных операций, (3) измерения C1 в базе Z и C2 в базе X, где X и Z являются операторами Паули, и (4) классические коммуникации (двойные линии) и прямые операции; (d) экспериментальная реализация (схематический вид сверху) в трехмерной схеме - квантово-электродинамическая реализация; каждый модуль состоит из кубита данных, определенного как коаксиальная четвертьволновая (? / 4) трехмерная полость (пурпурный), кубит связи, определяемый как Y-образный транскон-кубит (голубой) и фильтрованный кварлоарным, / 2 резонатора с полосковым считыванием (черный); в этом эксперименте два модуля связаны дополнительным режимом, реализованным как коаксиальная ? / 4 3D полость (фиолетовая) «Модули в этой архитектуре имеют естественную изоляцию друг от друга, что уменьшает нежелательные взаимодействия через более крупную систему». «Однако эта изоляция также делает выполнение операций между модулями отдельной задачей. Телепортационные ворота - это способ реализации межмодульных операций ». Используя теоретический протокол, разработанный в 1990-х годах, профессор Шоелкопф, доктор Чжоу и соавторы продемонстрировали квантовую операцию или «ворота», не полагаясь на какое-либо прямое взаимодействие. «Наша работа - это первый раз, когда этот протокол был продемонстрирован там, где классическое взаимодействие происходит в режиме реального времени, что позволяет нам выполнять "детерминированную" операцию, которая выполняет желаемую операцию каждый раз», - сказал доктор Чжоу. «Квантовые вычисления выполняются с помощью битов данных, называемых кубитами, которые подвержены ошибкам», - добавил профессор Шёлькопф. «В экспериментальных квантовых системах "логические" кубиты контролируются "вспомогательными" кубитами, чтобы немедленно обнаружить и исправить ошибки». «Наш эксперимент также является первой демонстрацией двух-кубитовой операции между логическими кубитами». «Это веха в квантовой обработке информации с использованием исправляемых ошибок кубитов». Источник: m.vk.com Комментарии:

Физики продемонстрировали квантовую телепортацию между двумя кубитами

Комментарии: