Согласно квантовой природе |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2021-05-12 17:47 Рисунок 1. Оптическая фотография устройства (вверху, в ложном цвете) и схема эквивалентной физической модели с бозонами, пойманными в периодический потенциал (внизу) Ученые из МФТИ, МИСиС, РКЦ, МГТУ и ВНИИА провели эксперимент, в котором сверхпроводниковые кубиты симулировали передачу фотонов в модели Бозе — Хаббарда. Эта модель используется в физике для описания перехода «сверхпроводник — изолятор» и в общем случае не интегрируема, что делает ее особенно интересной в качестве полигона для проверки прототипов квантовых вычислителей. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Сегодня в мировом научном сообществе выделилось два направления разработки квантовых вычислителей: универсальные квантовые компьютеры, которые смогут выполнять специализированные алгоритмы во много раз быстрее, чем классические аналоги, и квантовые симуляторы, которые создаются специально для решения конкретных задач подобно интегральным схемам специального назначения (ASIC). Так как в первом случае требуется обязательно применять алгоритмы коррекции ошибок, реализация универсальных вычислителей является гораздо более сложной инженерной задачей; для симуляторов же проблемы заключаются скорее в достижении соответствия физической системе, для которой они создаются. Многими теоретическими и несколькими экспериментальными работами было показано, что массивы кубитов-трансмонов хорошо подходят для изучения свойств модели Бозе — Хаббарда, что делает их интересным инструментом не только для разработки квантовых процессоров, где этот тип кубитов играет сейчас доминирующую роль, но и для создания квантовых симуляторов с целью решения проблем физики конденсированного состояния. В новом исследовании, проведенном российскими учеными, впервые показано, что линейные массивы трансмонов могут использоваться для изучения спектров модели Бозе — Хаббарда в сравнительно простой архитектуре: путем подключения их к микроволновым волноводам и проведения прямой спектроскопии пропускания. В такой схеме симулятор воспроизводит динамику нелинейного квантового кристалла в неравновесном диссипативном режиме, который до этого изучался лишь теоретически. В работе были исследованы многофотонные переходы к многочастичным состояниям с четырьмя возбуждениями из пяти возможных для исследованной цепочки, что является текущим рекордом в таких системах. Численное решение модели на классическом компьютере для проверки экспериментальных данных, полученных за два часа, заняло около недели на 138-ядерном вычислительном кластере ВНИИА им. Духова и показало блестящее соответствие между теорией и измерениями. Этот результат, полученный всего лишь на пяти трансмонах, показывает, что разработка систем с большим числом кубитов позволит наблюдать поведение моделей, сложность расчета которых лежит далеко за пределами большинства суперкомпьютеров. Стоит признать, что методы расчета непрерывно совершенствуются, но можно с уверенностью сказать, что простота масштабирования квантовых симуляторов и экспоненциальный рост их производительности с числом кубитов дают им существенное преимущество. Проведенное исследование открывает новые горизонты как в области применения квантовых симуляторов, так и в квантовой оптике многочастичных квантовых систем, продолжая успешные совместные исследования лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ и лаборатории сверхпроводящих метаматериалов МИСиС. Ученые надеются, что дальнейшее сотрудничество позволит разработать, изготовить и исследовать более крупные системы кубитов с необычными свойствами, которые сейчас предсказаны только в теоретических работах. Источник: zanauku.mipt.ru Комментарии: |
|