Американские физики реализовали квантовый алгоритм Шора

Американские физики реализовали квантовый алгоритм Шора

Американские физики из университета Санта Барбары сделали очередной шаг на пути создания полноценного квантового компьютера - они смогли полноценно реализовать квантовый алгоритм Шора на системе с тремя кубитами. Статья ученых вышла в Nature Physics, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.В рамках исследования ученые собрали квантовый процессор, состоящий из девяти элементов: четырех кубитов - квантовых аналогов бита, способных находится в суперпозиции сразу нескольких состояний, а также и пяти сверхпроводящих волноводов. Вся система была реализована на алюминиевой подложке, охлажденной до нескольких миллимикельвинов. Кубиты представляли собой колеблющиеся частицы, а переносчиками взаимодействия выступали фотоны.

На первом этапе исследования ученые продемонстрировали, что их система действительно представляет собой квантовый компьютер, то есть в ней наблюдаются квантовые эффекты. Например, они показали, что в процессор способен запутывать (то есть особым образом связывать некоторые параметры) пары и тройки кубитов.

После этого ученые продемонстрировали, что, используя только три кубита, система способна реализовать алгоритм Шора. Это квантовый алгоритм, предназначенный для разложения чисел на множители. В качестве объекта исследования бралось число 15 - это наименьшее нечетное составное число, не представимое в виде степени простого (такие условия накладывает алгоритм Шора).

Так как все квантовые алгоритмы имеют вероятностную природу, то исследователи провели около 150 тысяч тестов и установили, что алгоритм дает правильный ответ примерно в 48 процентах случаев, что хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями. Ученые утверждают, что новая система работает в некоторых аспектах быстрее своих аналогов. Это, по словам физиков, которые приводит ScienceDaily, является важным шагом на пути создания масштабируемых квантовых систем.

Впервые 15 было разложено на простые множители квантовым компьютером IBM еще в 2001 году с использованием 7 кубитов, однако, тогда многие говорили, что речь идет не о полноценной квантовой системе. В 2007 году ученые из Бристольского университета представили техническую реализацию алгоритма Шора, в которой, среди прочего, наблюдалась запутанность, однако характеристики работы компьютера не изучались.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Создана первая масштабируемая реализация квантового алгоритма
Физики из Массачусетского технологического института в США и Инсбрукского университета в Австрии создали квантовый компьютер, который впервые допускает масштабирование при реализации квантового алгоритма Питера Шора. Исследование ученых опубликовано в журнале Science.Ученые спроектировали и построили квантовый компьютер из пяти атомов ..
2016-03-04 1659 0 Научные открытия
3
Квантовый алгоритм Шора впервые отмасштабировали
Физики из Массачусетского технологического института и Инсбрукского университета создали квантовый компьютер, допускающий масштабирование при выполнении алгоритма Шора. Статья ученых опубликована в журнале Science.Алгоритм Питера Шора — это квантовый алгоритм разложения чисел на простые множители, то есть факторизации. Суть ..
2016-03-05 2182 0 Научные открытия
1
Американские физики научились получать небывалую температуру
Американские физики попали в Книгу рекордов Гиннесса. Во время эксперимента им удалось получить вещество, разогретое до 4 триллионов градусов Цельсия — это в 250 тысяч раз больше, чем температура в центре Солнца! Учёные сталкивали в коллайдере разогнанные почти до скорости света ядра атомов золота. ..
2012-06-26 3950 0 Научные открытия
1
Физики управляли квантовой симметрией двухслойного графена
Ученые из США, Канады и Японии наблюдали дробный квантовый эффект Холла в двухслойном графене и показали возможность управления свойствами такого материала действием электрического поля. Свое исследование авторы опубликовали в статье в журнале Science. Физикам удалось при помощи электрического ..
2014-07-04 1749 0 Научные открытия
0
Физики построили квантовый компьютер в алмазе
Новое устройство содержит всего два кубита, но зато демонстрирует хорошую устойчивость. При этом кристалл работает при комнатной температуре. Последняя деталь будет очень важна, если исследователи когда-нибудь попытаются сделать квантовые компьютеры по-настоящему массовыми.  Физики из Нидерландов и США создали ..
2015-10-11 1969 0 Научные открытия
1
Физики вплотную приблизились к стандартному квантовому пределу
Ученым из Калифорнии в своих измерениях удалось наиболее близко приблизиться к значению стандартного квантового предела. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Science, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Физикам впервые удалось добиться ..
2014-06-28 1858 0 Научные открытия
0
В алмазе увидели квантовый эффект Зенона
Древнегреческий мыслитель и математик Зенон Элейский известен своими логическими парадоксами. Один из них — Стрела Зенона — звучит следующим образом: "Летящая стрела неподвижна, так как в каждый момент времени она занимает равное себе положение, то есть покоится; поскольку ..
2013-08-22 2851 0 Научные открытия
0
«Нанобарабан» приблизили к квантовому пределу усиления
Физики из университетов Аалто и Ювяскюля (Финляндия) разработали квантовый усилитель микроволнового излучения, способный функционировать с уровнем шума, близким к квантовому пределу. Коэффициент усиления прибора достигает 41 децибелла (12,5 тысяч раз), при этом добавка квантового шума превышала квантовый предел (полкванта) ..
2016-11-05 6708 0 Научные открытия
0
Физики продемонстрировали работу квантового переключателя
Физики Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина придумали квантовые переключатели, управлять работой которых можно единичными фотонами. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Гарвардского университета. В ..
2014-04-25 2003 0 Научные открытия
0
Расчет дифракционных решеток ускорили «искривлением пространства»
Физики из МФТИ и французского Университета Жана Монне предложили новый метод моделирования рассеяния света на дифракционных решетках. Алгоритм требует меньше ресурсов, чем традиционные подходы и оптимизирован для расчетов на процессорах обыкновенных компьютерных видеокарт. Это позволяет получить значительный прирост в скорости вычислений. Исследование ..
2017-01-25 7720 0 Научные открытия
0
Физики наблюдали квантовую запутанность в системе квазичастиц
Австрийские ученые наблюдали явление квантовомеханической запутанности и ее распространение в системе квазичастиц. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ними можно ознакомиться на сайте Инсбрукского университета имени Леопольда и Франца. Физики исследовали квантовые состояния цепочки ..
2014-07-12 1719 0 Научные открытия
0
Физики обошли стандартный квантовый предел
Исследователи смогли повысить чувствительность гравитационной антенны, обойдя одно из накладываемых квантовой механикой ограничений. Фундаментальные законы физики при этом нарушены не были, ученые использовали свет в так называемом сжатом состоянии. Подробности приводятся в статье Nature Photonics. Физики смогли ..
2013-08-2 2189 0 Научные открытия
-1
Ученые провели самые масштабные квантовые вычисления
Американские и канадские ученые провели самое масштабное вычисление при помощи квантового компьютера на настоящий момент. Им удалось посчитать так называемые двухцветные числа Рамсея. Препринт статьи появился на сайте arXiv.org. Теория Рамсея, названная в честь английского математика Франка Рамсея, ..
2012-01-14 2560 0 Научные открытия
1
Австралийские физики успешно испытали захватный луч
Австралийские физики создали и успешно испытали притягивающий (захватный) луч, сообщает интернет-издание Cnet. Полученный при помощи полого лазерного луча (яркого по краям и темного в центре), он смог переместить частицы диаметром 0,2 миллиметра на 20 сантиметров. Это расстояние примерно в сто раз больше, чем во время ..
2014-10-22 2423 0 Научные открытия
0
Интересные заявления физиков на счет фотонов
Ученые-физики, которые работают в Бристольском университете, трудятся над тем, чтобы доказать тот факт, что фотоны представляют собой волны, и в то же время частицы. Доктор Питер Шадболт, Альберто Пераццо и профессор Джереми О'Брайен в своей работе, которая появилась на страницах журнала ..
2012-11-9 2507 2 Научные открытия
1