Создан самый большой на сегодняшний день квантовый симулятор, содержащий 256 кубитов

Квантовый симулятор


Группа ученых-физиков из Гарвардского университета, Массачусетского технологического института и других научных учреждений разработала и создала специальный тип квантового компьютера, называемого программируемым квантовым симулятором, в состав которого входят 256 квантовых битов, кубитов. Появление такой системы является огромным шагом вперед на пути к строительству крупномасштабных квантовых вычислительных систем, которые можно использовать для изучения сложных квантовых процессов и выполнения расчетов очень сложных задач из областей материаловедения, финансов, медицины, коммуникаций и т.п.

"Количество квантовых состояний, в которых может находиться наша система с 256 кубитами, превышает количество атомов в Солнечной системе" - рассказывает Михаил Лукин (Mikhail Lukin), профессор из Гарварда, - "Это весьма хорошо демонстрирует масштаб созданной нами системы".

Квантовый симулятор #2


Используя возможности нового квантового симулятора, ученые смогли наблюдать за несколькими экзотическими квантовыми состояниями материи, которые никогда не могли и не могут пока еще быть получены экспериментальным путем. Эти состояния являются промежуточными этапами фазовых переходов, и полученные учеными данные дополняют наши знания о том, как магнетизм проявляется и работает на квантовом уровне.

Основой для создания нового квантового симулятора стал симулятор с 51 кубитом, построенный еще в 2017 году. Эта система позволяет ученым захватывать сверхохлажденные атомы рубидия при помощи оптического пинцета, состоящего из лазерных лучей, и помещать каждый атом в строго заданное место оптической ловушки, созданной из лучей света других лазеров.

В новой системе, за счет использования более совершенных лазерных пинцетов и ловушки, атомы могут быть размещены на поверхности условной двумерной плоскости. Это позволило увеличить количество кубитов до 256, расположенных в пределах заранее запрограммированных форм - квадратов, сотовидных или треугольных решеток, что позволяет добиться определенных видов взаимодействий между кубитами.

Элемент квантового симулятора


"Основной компонент нашего симулятора - это устройство, называемое пространственным оптическим модулятором, который используется для формирования фронтов оптических импульсов. Это, в свою очередь, позволяет нам создать одновременно сотни отдельных оптических пинцетов, сфокусированных в строго определенных точках" - пишут исследователи, - "Приблизительно такие же устройства используются в подключаемых к компьютерам проекторах, на основе этого принципа мы создали устройство, ставшее главным и критическим компонентом нашего квантового компьютера".

В настоящее время ученые занимаются улучшением созданной ими системы, модернизируя систему управления кубитами, что, в свою очередь, должно сделать всю систему в целом более гибкой в программировании. Параллельно с этим ведутся исследования экзотических квантовых взаимодействий, направленные на возможность использования этих взаимодействий для решения сложнейших задач, запрограммированных в виде положения отдельных кубитов и созданных квантовых запутанностей между ними.





Ключевые слова:
Квантовый, Симулятор, Атом, Рубидий, Кубит, Свет, Лазер, Пинцет, Ловушка, Программа, Задача

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый базовый блок для квантового компьютера, работающий в 200 раз б ...
  • Физики установили новый рекорд, запутав одновременно 10 сверхпроводящих куб ...
  • Создан первый "квантовый сокет", который позволит создать масштабируемые ...
  • Создан первый квантовый компьютер, имеющий архитектуру фон Неймана.
  • Ученые реализовали первый в истории симулятор цифрового квантового компьюте ...




  • 16 июля 2021 14:16
    #1 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1072
    Так, а это случайно не то же самое, что и давнишний D-Wave с 512 кубитами и более? Там ведь тоже виртуализация кубитов.


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.