Исследователи продемонстрировали работоспособный элемент Тоффоли, реализованный на базе трех-кубитной квантовой системы

Прототип квантового процессора

Исследователи из китайского Научно-технического университета (University of Science and Technology of China) продемонстрировали первую практическую реализацию так называемого логического элемента Тоффоли (вентиля Тоффоли, Toffoli gate), на базе которого был создан простейший квантовый процессор с шестью квантовыми полупроводниковыми точками, кубитами. Отметим, что данный случай является первой реализацией элемента Тоффоли в виде полупроводниковой квантовой системы и данное достижение дает начало возможности создания полупроводниковых квантовых вычислительных систем более крупного масштаба.

Отметим, что логический элемент Тоффоли представляет собой самый универсальный из существующих логических элементов. Он был изобретен Томасом Тоффоли в 1980 году и представляет собой логический элемент с тремя входами и выходами. Позже было доказано, что, используя только этот элемент, можно создать любую произвольную логическую схему, включая и схему микропроцессора. Кроме этого, на свете существуют квантовые варианты элемента Тоффоли, которые достаточно часто используются в технологиях квантовых вычислений.

Новая квантовая реализация элемента Тоффоли состоит из трех кубитов, один из которых содержит результат выполнения операции, а два других — исходные данные. Этот элемент является основой всех квантовых систем коррекции ошибок, но все подобные элементы, созданные ранее, состояли из шести управляемых инверторов и требовали использования десяти кубитов.

В результате работы, проделанной китайскими исследователями, им удалось создать элемент Тоффоли, имеющий уникальную архитектуру и состоящий только из трех кубитов. А используя два таких элемента, исследователи создали прототип примитивного квантового процессора, способного выполнять простейшие квантовые операции и управляемого при помощи импульсов высокочастотного излучения.

Сокращение количества кубитов в элементе Тоффоли повлечет в будущем за собой резкое сокращение сложности квантовых систем и увеличение их эффективности, что сделает технологии полупроводниковых квантовых вычислительных систем гораздо ближе к моменту начала их практического использования.

Ключевые слова:
Логический, Квантовый, Элемент, Вентиль, Тоффоли, Вычислительная, Система, Процессор, Кубит

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Ученым впервые удалось создать «квантовую искусственную жизнь»
Может ли происхождение жизни быть объяснено с точки зрения законов квантовой механики? И если да, то существуют ли квантовые алгоритмы, в которых непосредственно закодирована ...
Ученым впервые удалось «телепортировать» квантовый логический элемент
Исследователи из Йельского университета впервые в истории науки продемонстрировали возможность телепортации не только квантовой информации, но и состояния квантового логического элемента, каждый из которых ...
Создан первый кремниевый квантовый компьютер с двумя кубитами на основе фотонов света
Использование кремния, на базе которого построены практически все современные компьютерные чипы, позволяет упаковать на однокристальную схему сотни миллионов и миллиарды транзисторов. Этот же материал ...
В Китае начата разработка суперкомпьютера, основанного на явлении сверхпроводимости, который будет в 1000 раз эффективней обычных систем
В настоящее время в Китае начат проект, на который планируется потратить 1 миллиард юаней (145.4 миллиона американских долларов), целью которого является создание нового суперкомпьютера, ...
Оптическая дифракционная нейронная сеть, изготовленная при помощи трехмерной печати, выполняет распознавание объектов буквально со скоростью света
Искусственные нейронные сети, используемые сейчас в технологиях искусственного интеллекта и предназначенные для решения тяжелых вычислительных задач, таких, как распознавание объектов на изображениях, к примеру, ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика