В РФ подготовили «инструкцию» по созданию многоуровневых квантовых процессоров

МОСКВА, 17 июня. /ТАСС/. Российские ученые впервые сформулировали детальные принципы построения кудитных квантовых процессоров — систем вычисления на базе многоуровневых квантовых вычислительных блоков, способных выполнять квантовые алгоритмы быстрее и с меньшими затратами ресурсов, чем их аналоги на базе «простых» кубитов. Об этом сообщила пресс-служба Российского квантового центра (РКЦ).

«Переход к кудитной архитектуре — это новый принцип обращения с физическим носителем квантовой информации. Мы показали, что кудиты позволяют исполнять уже существующие алгоритмы быстрее, проще и с меньшими издержками, а значит, эта концепция приближает нас к практическому использованию квантовых процессоров значительно раньше, чем мы предполагали», — пояснил руководитель научной группы в РКЦ Алексей Федоров, чьи слова приводит пресс-служба центра.

Как отмечают ученые, в последние годы ведущие участники мировой «квантовой гонки» активно разрабатывают не только классические квантовые компьютеры на базе кубитов, квантовых объектов с двумя энергетическими уровнями, но и более сложных квантовых структур, которые физики называют кудитами. На их основе, в частности, создан пока самый мощный в России квантовый компьютер, эквивалентный по мощности вычислительной машине на базе 50 классических кубитов.

Успехи в развитии кудитных компьютеров побудили Федорова и его коллег всесторонне изучить уже накопленный опыт по разработке и эксплуатации этих вычислительных систем и создать своеобразную инструкцию по созданию кудитных квантовых процессоров и исполнению на них популярных алгоритмов. Также ученые уточнили так называемые критерии ДиВинченцо — набор требований к физическим системам, применимым в квантовых вычислениях.

По словам исследователей, им удалось не только обобщить существующие подходы по ведению расчетов и адаптации логических схем под кудитные квантовые процессоры, но и предложить новые схемы «встраивания» нескольких кубитов в один кудит, а также систематизировать различные способы оптимизации архитектуры квантового процессора за счет внутренних уровней кудитов. Итоги работы российских физиков были опубликованы в престижном научном журнале Reviews of Modern Physics.

«Публикация работы российского коллектива в мировом высокорейтинговом издании стала итогом десятилетия исследований в области многоуровневых квантовых систем, заложила план будущего масштабирования кудитных квантовых процессоров и продемонстрировала конкурентоспособность научных школ нашей страны», — подытожил Федоров, также занимающий должность директора Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС.