Група дослідників з Університету Південної Каліфорнії (USC) запропонувала теоретичний метод створення універсальної квантової обчислювальної системи, використовуючи квазічастинки, які були відкинуті в традиційних концепціях топологічної обробки.
Топологічна квантова обробка спирається на захист квантової інформації через геометричні характеристики екзотичних квазічастинок — еніонів. Зокрема, еніони Ізинга активно досліджуються, оскільки їх можна реалізувати у фракційному квантовому стані Холла або топологічних надпровідниках.
Самі по собі еніони Ізинга мають обмежені можливості. Вони спроможні виконувати лише базовий набір квантових операцій — так звані гейти Кліфорда — шляхом «плетіння» (braiding), що означає фізичне переміщення еніонів один навколо одного. Для створення справжньої універсальної квантової обчислювальної машини цього недостатньо.
Група математиків і фізиків з USC представила новаторське рішення: введення лише одного нового типу еніона дозволяє розширити можливості еніонів Ізинга до повної універсальності. Цю частинку, яку не враховували в попередніх підходах до топологічної обробки, назвали «неглектон» (від англ. «to neglect» — ігнорувати).
На думку вчених, неглектон — це стаціонарний еніон, який може поєднуватися з еніонами Ізинга для виконання будь-якої квантової операції. Важливо те, що цей неглектон залишається на місці — логічні операції виконуються шляхом плетіння навколо нього.
Проте нова математична основа має недолік: вона порушує унітарність — принцип, що забезпечує збереження ймовірностей у квантовій механіці. Більшість фізиків вважали б це серйозною проблемою, але команда з USC запропонувала вишукане рішення. Вони спроєктували логіку комп’ютера так, щоб усі обчислення проходили лише в «стабільних кімнатах» математичної моделі, залишаючи «нестабільні» зони осторонь.
Це дослідження демонструє, як абстрактна математика може надати конкретні інженерні рішення. Команда вже займається розширенням своєї моделі на інші параметри та глибшим аналізом унітарності в нових топологічних теоріях квантового поля.
З експериментальної точки зору, науковці шукають фізичні системи, в яких можна реалізувати стаціонарний неглектон, та розробляють протоколи, що дозволять впровадити цей підхід у реальних квантових пристроях.
Нагадаємо, що дослідники з Інституту фотонних квантових систем (PhoQS) та Центру паралельних обчислень (PC2) при Університеті Падерборна в Німеччині створили відкритий симулятор для моделювання поведінки світла в квантових системах.
Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *
Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються дані ваших коментарів.
Потеря близкого человека за границей — это тяжелое испытание, которое усугубляется…
Венчурний підрозділ світового банківського гіганта Standard Chartered, SC Ventures, планує залучити…
Дах для альтанки — невід’ємна частина її конструкції, що захищає від…
Згідно з місцевим виданням, новостворене Управління з регулювання віртуальних активів Пакистану…
Kraken розширює доступ до безстрокових ф’ючерсних контрактів, популярного криптовалютного похідного продукту,…
Швейцарська компанія 21Shares, один з провідних європейських емітентів криптовалютних ETP, запустила…
Міністерство малого та середнього бізнесу та стартапів Південної Кореї офіційно переглянуло…
Центральний банк Гонконгу запропонував послабити вимоги до капіталу для банків, які…