Создана первая масштабируемая реализация квантового алгоритма

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 и ионной ловушки. Для выполнения алгоритма Шора вычислительная машина использует лазерные импульсы, направленные на каждый атом. Это позволяет решить задачу разложения числа 15 на множители (3 и 5).

Система допускает масштабирование, поскольку спроектирована таким образом, что добавление в нее большего количества атомов и лазеров позволяет создать более быстродействующий квантовый компьютер, способный разложить при помощи алгоритма Шора на множители большее натуральное число.

Каждый кубит в новом квантовом устройстве отвечает атому, каждый из которых находится в наложении двух квантовых состояний. Лазерные импульсы играют роль логических переключателей. Операции проводятся с четырьмя атомами, а извлекаются и интерпретируются при помощи пятого атома.

Физики сумели сохранить квантовую систему в стабильном состоянии. Этого удалось добиться при помощи ионной ловушки, в которую были помещены ионы (заряженные частицы — атомы с меньшим числом электронов). Квантовое состояние частиц менялось при помощи электрического поля.

Первая реализация алгоритма Шора (при помощи которой на простые множители было разложено число 15) создана в 2001 году и использовала одну молекулу. В 2012 году алгоритм Шора был реализован при помощи трех кубитов. Работа ученых основана на первой реализации алгоритма.

Алгоритм, получивший свое название в честь Питера Шора, предлагает разложение натурального числа на простые множители. Выбор числа 15 обусловлен тем, что оно является наименьшим нечетным составным числом, не представимым в виде простого (это связано с ограничениями алгоритма).

Использование алгоритма Шора важно для задач квантовой криптографии. Разложение натуральных чисел на множители используется при считывании информации с банковских пластиковых карточек и других конфиденциальных операциях. Разработка способа дешифровки может обезоружить системы защиты.

Lenta.ru

Похожие новости:
Бабай приблизился к решению «проблемы тысячелетия»
Математик Ласло Бабай из Чикагского университета в США разработал теоретический алгоритм, позволяющий существенно ускорить сравнение графов друг с другом. Исследование ученого связано с проблемой равенства классов P и NP, являющейся одной из «проблем тысячелетия». Об этом сообщает Nature News.Исследование ученого ..
2015-11-20 2896 0 Научные открытия
0
Ученые установили новый рекорд в квантовой телепортации
Ученым удалось добиться новых успехов в области квантовой телепортации. Исследователи смогли преуспеть в передаче через оптоволоконный кабель квантового состояния частиц света (фотонов) на расстояние 25 км. Эксперимент был основан на квантово-запутанных частицах — так называют квантовые объекты, которые ..
2014-12-11 2208 0 Научные открытия
0
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 1855 0 Научные открытия
1
Российские физики восстановили запутанность «распутавшегося» квантового света
Российские ученые разработали метод восстановления квантовой запутанности и проверили его экспериментально. Работа физиков расширяет возможности квантовой связи и квантовой криптографии. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко о них сообщается в пресс-релизе Российского квантового центра, ..
2015-10-13 1495 0 Научные открытия
0
Создана первая синтетическая дрожжевая хромосома
Генетики из Нью-Йорка сообщили о завершении своего нового проекта. Им удалось воссоздать и реконструировать синтетическую хромосому для дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae. Данный организм является эукариотом и имеет более сложный геном, в отличие от предыдущих экспериментов, но данная хромосома лишена нескольких ..
2014-04-01 1223 0 Научные открытия
0
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 ..
2012-08-20 1658 0 Научные открытия
0
Команда физиков полностью изменила квантовое измерение
Команда физиков из Инсбрукского университета (англ. University of Innsbruck), Австрия, провели эксперимент, который на первый взгляд противоречит основам квантовой теории. Команда во главе с Рейнером Блатт полностью изменила квантовое измерение в прототипе квантового процессора, сообщает labscience.ru. ..
2013-02-25 2025 0 Научные открытия
0
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 1644 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 1769 0 Научные открытия
0
Физики впервые осуществили телепортацию в квантовую память
Международная группа физиков впервые продемонстрировала возможность квантовой телепортации в квантовую память по «обычному» оптическому каналу. Препринт статьи исследователей доступен на сайте arXiv.org. В качестве квантовой памяти у исследователей выступал кристалл иттриевого ортосиликата, допированный ионами неодима. ..
2014-02-05 1653 0 Научные открытия
0
В Луганске решена одна из задач тысячелетия
Профессор кафедры «Компьютерные системы и сети» Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля Анатолий Плотников предложил и опубликовал в международном научном журнале «Journal of computer science» (8 том, 7 выпуск) вариант решения ранее нерешенной математической задачи «P ..
2012-09-13 2295 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 2312 0 Научные открытия
1
Физики провели обмен квантовой запутанности на расстоянии 100 километров
Китайские ученые смогли произвести обмен квантовой запутанности между фотонами из квантово-запутанных пар, разделенных оптоволокном длиной более 100 километров. Этот результат превосходит по расстоянию все предыдущие аналогичные попытки и расширяет возможности квантовой телепортации с обменом запутанности до междугородных ..
2017-10-26 8490 0 Научные открытия
0
Физикам удалось обнаружить фотоны, не изменив их свойства
Квантовая теория гласит: невозможно измерить свойства частицы, не затронув при этом её квантового состояния. Этот постулат лежит в основе знаменитого принципа неопределённости Гейзенберга, который невозможно преодолеть на практике. Но новейшие исследования физиков показывают, что его можно в определённой степени… ..
2013-11-19 2046 0 Научные открытия
0
Математики открыли новое наибольшее простое число
Математик Кертис Купер из Центрального университета Миссури в городе Уорренсберг открыл новое наибольшее из известных науке простое число. Оно равно 274207281 – 1 и содержит 22 338 618 цифр. Об этом сообщает издание New Scientist.Простым числом называется натуральное число, имеющее только ..
2016-01-20 2000 0 Научные открытия
2