Физики из НИТУ «МИСиС» и Российского квантового центра разработали новый метод получения связей между многоуровневыми кубитами. Это поможет в разработке коммерчески доступных квантовых компьютеров. Исследование опубликовано в журнале Physical Reviews B.
Квантовый компьютер – это вычислительное устройство, в основе работы которого лежат явления квантовой механики (например, квантовая запутанность или способность образовывать связи между квантовыми состояниями двух и более объектов). Такие компьютеры оперируют двухуровневыми квантовыми системами – кубитами, или квантовыми битами. Однако существуют и многоуровневые системы – кутриты и кукварты. Такие единицы, обладающие тремя или четырьмя уровнями, повысят эффективность хранения и обработки информации квантовыми компьютерами, а также позволят сделать их более компактными. Вместе с тем внедрение кутритов и куквартов в работу в настоящее время затруднено, поскольку тяжело создать стабильные связи между ними.
Российские ученые предложили метод, который позволяет образовывать связи между кутритами. Работа основана на методе, разработанном ранее американскими исследователями, которые получили систему из связанных между собой 20 кубитов. Их состояниями можно было управлять посредством микроволнового излучения, которое обеспечивало стабильность взаимодействий между кубитами. В своем проекте российские физики использовали электромагнитное излучение для образования устойчивых связей между парами кутритов. Причем последние могли находиться на большом расстоянии друг от друга.
«Мы разработали протокол, позволяющий связывать отдельные кутриты в одномерных цепочках из подобных объектов. Мы ожидаем, что его работу можно будет проверить при помощи уже существующих аналоговых квантовых компьютеров, построенных на базе, например, нейтральных атомов или ионов. Такой подход формирования квантовой запутанности интересен с точки зрения создания необычных квантовых фаз материи, а также как необходимый элемент для квантовых вычислений», – рассказал соавтор статьи Алексей Федоров, научный сотрудник НИТУ «МИСиС» и руководитель научной группы Российского квантового центра.
Исследователи убеждены, что после подтверждения эффективности метода с помощью аналоговых компьютеров их подход может быть использован для создания коммерчески доступных квантовых компьютеров на основе многоуровневых кубитов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
