Показать меню
12 май 13:32Политика

Квантовый симулятор за два часа решил задачу, занявшую неделю работы мощного вычислительного кластера

Квантовый симулятор за два часа решил задачу, занявшую неделю работы мощного вычислительного кластера

Ученые из Московского физико-технического института, МИСиС, Российского квантового центра, Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Н. Л. Духова провели эксперимент, в котором сверхпроводниковые кубиты симулировали передачу фотонов в модели Бозе — Хаббарда. Численное решение модели на классическом компьютере для проверки экспериментальных данных, полученных на симуляторе за два часа, заняло около недели на 138-ядерном вычислительном кластере ВНИИА им. Духова. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о полученных результатах сообщила пресс-служба МФТИ.

Сейчас существуют два направления разработки квантовых вычислителей: универсальные квантовые компьютеры, которые смогут выполнять специализированные алгоритмы во много раз быстрее, чем классические аналоги, и квантовые симуляторы, которые создаются специально для решения конкретных задач подобно интегральным схемам специального назначения (ASIC). Реализация универсальных вычислителей — гораздо более сложная инженерная задача, так как требуется обязательно делать алгоритмы коррекции ошибок. Для симуляторов же главное — соответствие физической системе, для которой они создаются.

Доминирующую роль в квантовых вычислителях играют сверхпроводящие кубиты-трансмоны. Многими теоретическими и несколькими экспериментальными работами было показано, что массивы кубитов-трансмонов хорошо подходят и для создания квантовых симуляторов с целью решения проблем физики конденсированного состояния, расчетов макроскопических и микроскопических свойств веществ.

В новом исследовании, проведенном российскими учеными, впервые показано, что линейные массивы сверхпроводящих кубитов-трансмонов могут симулировать передачу фотонов для изучения перехода «сверхпроводник — изолятор» в модели Бозе — Хаббарда. Причем для этого потребовалась сравнительно простая архитектура: подключение кубитов к микроволновым волноводам и проведение прямой спектроскопии пропускания. Эксперимент показал, как именно сверхпроводниковые симуляторы могут помочь решать задачи материаловедения и исследовать не встречающиеся в естественной природе фазы вещества (например, сверхтекучие).

Численное решение модели на классическом компьютере для проверки экспериментальных данных, полученных за два часа, заняло около недели на 138-ядерном вычислительном кластере ВНИИА им. Духова и показало блестящее соответствие между теорией и измерениями. Этот результат, полученный всего лишь на пяти кубитах-трансмонах, показывает, что разработка систем с большим числом кубитов позволит наблюдать поведение моделей, сложность расчета которых лежит далеко за пределами большинства суперкомпьютеров.

Проведенное исследование открывает новые горизонты как в области применения квантовых симуляторов, так и в квантовой оптике многочастичных квантовых систем, продолжая успешные совместные исследования лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ и лаборатории сверхпроводящих метаматериалов МИСиС. Ученые надеются, что дальнейшее сотрудничество позволит разработать, изготовить и исследовать более крупные системы кубитов с необычными свойствами, которые сейчас предсказаны только в теоретических работах.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Девелопер «Талан» передал эксплуатацию первой очереди ЖК «Инджой» УК Family Life23:14Развитие Новгородской промышленности: новые планы заводов в Окуловке21:48«Лео Классика» познакомит зрителей с музыкантами оркестра в рамках пятого сезона «Молодых талантов»18:05Конкурс, который меняет стройку21:23Компания Edenex развивает безопасную инфраструктуру для трансграничных расчетов13:00Десятилетие работы игорной зоны «Красная Поляна»: рост ключевых показателей21:50Состоялась премьера фильма о юбилейных гастролях оркестра имени В. В. Андреева21:53Прошедший сезон ознаменовался громкими премьерами театра «Санктъ-Петербургъ Опера»00:16Поражение Johnson&Johnson: корпорация сдалась перед массовой истерией15:44Молодых создателей современного балета объединит Национальная премия имени Майи Плисецкой14:57В Москве увеличивается спрос на ревизионную маммопластику01:07Производители развивают ассортимент шин для инфраструктурных проектов21:31Как асбест оказался в Третьяковской галерее: Михаил Врубель и «Хождение Христа по водам»21:06Алёна Агаларова впервые рассказала VOICE о бренде TISSAGIO: как совместить премиум качество и доступную цену21:33Журнал ОК! включил Анастасию Барашкову‑Ионину в список самых стильных звёзд парижской Недели моды. С ней в рейтинге Деми Мур, Катрин Денёв и другие звёзды18:28Дима Лорен — в числе главных людей индустрии: журнал Voice отметил вклад артиста в создание шоу12:13Как выбрать банковскую карту для ребёнка без лишнего риска11:57Банк запустил курьерский сервис для дистанционного обслуживания малого и среднего бизнеса16:06
Популярные новости