Решена проблема квантовых компьютеров

14.03.2015

Исследователи из корпорации Google вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре нашли решение одной из проблем, препятствующей появлению квантовых компьютеров, сообщает Wired.

В современных вычислительных системах все простые операции с данными проходят проверку на наличие ошибок. Эта процедура позволяет избежать последствий внешнего воздействия на систему и убедиться в правильности конечного результата.

Но если в современном ПК или на сервере такую проверку выполнить легко, в квантовой системе это невозможно стандартными методами, так как процедура измерения кубита (наименьшего элемента для хранения информации) изменит его состояние и сама по себе вызовет ошибку.

Чтобы избежать изменения состояния кубита во время измерения его состояния, исследователи добавили в квантовую систему дополнительные кубиты - четыре для пяти существующих. Этит четыре кубита выполняют только одну функцию - проверяют состояние других единиц хранения информации. Они делают это так, что состояние основных пяти кубитов не меняется.

Однако такое решение ведет к другой сложности, отмечает эксперт по квантовой механике из Института теоретической физики в Канаде "Периметр" Дэниель Готтесман (Daniel Gottesman). Он обращает внимание, в частности, на тот факт, что проверка на наличие ошибок в квантовой системе потребует значительного количества электрической энергии - в дополнение и без того немалых объемов, которые будет потреблять сам квантовый компьютер.

Квантовый процессор с пятью кубитами и четырьмя кубитами для проверки на наличие ошибок
Тем не менее, без проверки квантовая система будет лишена смысла, считают исследователи. "Чтобы создать практичный квантовый компьютер, придется решить проблему случайного изменения состояния кубитов, от этого никуда не деться, - заявил Остин Фаулер (Austin Fowler), один из участников проекта, инженер по квантовой электроники из Google.

Квантовый компьютер основан на таком понятии в квантовой механике, как суперпозиция, объясняют ученые. Суперпозиция - это явление, при котором физический объект, такой как атом или электрон (которые квантовый компьютер использует для хранения информации), находится одновременно в нескольких альтернативных с точки зрения классической механики состояниях". Ученые считают, что компьютеры, основанные на этом аспекте квантовой механики, в будущем будут работать в миллионы раз быстрее сегодняшних ЭВМ.

В сентябре 2014 г. Google объявила о намерении заняться самостоятельной разработкой, изготовлением и тестированием процессоров для квантовых систем. Для этого корпорация пригласила команду ученых во главе с Джоном Мартинесом (John Martinis) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Эта группа в апреле 2014 г. разработала простейший прототип квантового процессора, способного с высокой степенью надежности оперировать пятью кубитами. Достижение ученых было широко освещено в научной прессе, включая популярный журнал Nature, а руководитель группы получил Премию Фрица Лондона, которая присуждается за выдающийся вклад в области физики низких температур.

<< Назад: Беспроводной модуль для интернета вещей Microchip LoRa RN2483 14.03.2015

>> Вперед: Устройство Feelreal дополнит VR-шлемы генератором запаха 13.03.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Чтобы провода наушников не путались 14.02.2008 Всем нам приходится досадовать, когда веревочки, нитки, провода или шнурки сами собой завязываются не поддающимися распутыванию узлами. Биофизик Дориан Рэймер из университета в Сан-Диего (США) решил изучить этот загадочный процесс экспериментально. Он загрузил куски бечевки разной длины в кубический ящик со стороной 30 сантиметров и стал вращать его на центрифуге. Через каждые 10 секунд вращения ящик открывали и подсчитывали образовавшиеся узлы. Всего обнаружено 120 типов узлов. Самый короткий отрезок бечевки, завязавшийся узлом, имел в длину 46 сантиметров. Бечевки полутораметровой длины образовывали узлы примерно в половине случаев. Чем длиннее отрезок, тем более сложные узлы возникали на нем после вращения. Чем дольше вращали ящик, тем больше узлов появлялось. Итак, чтобы провод от наушников плеера или от гарнитуры мобильника не запутывался узлами в сумке, выбирайте наушники с проводом покороче и не размахивайте сумкой на ходу.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025