Добавить новость

Лепёхин назвал главного фаворита в борьбе за чемпионство РПЛ

Артём Туров – об усилении сотрудничества приграничных регионов России и Беларуси

Президентом Олимпийского комитета России избран Михаил Дегтярев

Смоленские единороссы передали в белгородский госпиталь около 200 коробок с медикаментами

«Мировое обозрение»


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Кубиты больше не «соседи»? Представлен новый дизайн сверхпроводящего квантового процессора

Представьте себе компьютер, чья вычислительная мощь растет не линейно, а экспоненциально с каждым добавленным элементом. Звучит как научная фантастика? Отнюдь. Инженеры из Чикагского университета (UChicago PME) совершили прорыв в конструировании квантовых процессоров, представив архитектуру, которая обещает революционизировать подход к созданию квантовых компьютеров.

Традиционные квантовые чипы, по сути, представляют собой 2D-сетку, где кубиты — базовые элементы квантовой информации — общаются только со своими ближайшими соседями. Это, конечно, работает, но серьезно ограничивает возможности масштабирования и гибкость системы. Команда из лаборатории Клеланда пошла другим путем, предложив модульную конструкцию с центральным маршрутизатором.

Квантовый чип, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Что такое этот «маршрутизатор»?

Вспомните, как работают обычные компьютеры. Они используют центральную сеть, чтобы различные компоненты — процессор, память, видеокарта — могли взаимодействовать. В новом квантовом чипе эта роль отведена маршрутизатору. Это позволяет кубитам связываться друг с другом не «по соседству», а напрямую, через этот «коммуникационный центр».

Идея, в общем-то, проста: представьте себе не плоскую сетку, а скорее миниатюрный город с разветвленной сетью дорог. Вместо того, чтобы кубиты «толкались локтями», они могут «общаться» друг с другом, даже если находятся на большом расстоянии, если, конечно, эта дорога свободна.

(a) Схема процессора: Четыре кубитаQi (красные) подключены к маршрутизаторуR (синяя заштрихованная область), состоящему из центрального конденсатора, связывающего четыре переключателяSi. (b) Принципиальная схема: четыре квибита Xmon (красные) попарно размещены на отдельных дочерних платах и емкостно соединены (Cci) с маршрутизатором (синий), который представляет собой большой конденсатор (C0) с переключателями (петлями SQUID), присоединенными к каждой ветви, расположенной на центральной материнской плате. Четыре линии потока (слива) регулируют поток в SQUID-петлях маршрутизатора. Заземления дочерних плат — серые, а материнской платы — черные. Схема считывания не показана; см. приложение стр. 2. (c) Схема материнской платы, включая элементы маршрутизатора и всю проводку управления и считывания. Расположение переключателей обозначеноSj; конденсаторы связи обозначеныCci, что соответствует синей частиCci на (b). Каждый кубит управляется линией потока (зеленая) и линией привода (голубая). Резонаторы считывания на дочерних платах [см. (d)] попарно индуктивно связаны с двухступенчатым фильтром Перселла (желтый) на материнской плате [60], подключенным к линии передачи считывания (коричневый). (d) Схема дочерней платы с двумя кубитами и их дисперсионными резонаторами наλ/4 считывания (оранжевый); конденсаторы связи обозначеныCci, что соответствует красной частиCci в (b). (e) Фотография собранного устройства с подсветкой, на которой две дочерние платы размещены поверх материнской платы. Одна дочерняя плата обведена красным пунктиром, что соответствует (d). Цитирование: XUNTAO WU et al. Phys. Rev. X 14, 041030 — Published 4 November, 2024 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.14.041030
Автор: XUNTAO WU et al. Источник: journals.aps.org
Зачем это нужно?

Преимущества новой архитектуры очевидны. Во-первых, это масштабируемость. В классических компьютерах увеличение мощности подразумевает удвоение размера процессора или тактовой частоты. В квантовых компьютерах, благодаря новой архитектуре, достаточно добавить один кубит, чтобы увеличить мощность вдвое. И этот дополнительный кубит может подключиться к любому другому, если маршрутизатор свободен.

Во-вторых, это гибкость. Традиционная конструкция ограничивает взаимодействие кубитов ближайшими соседями. Новый подход открывает возможности для более сложных квантовых операций и параллельной обработки данных. Представьте, как это повлияет на возможности квантового моделирования, где требуется взаимодействие большого количества кубитов.

Характеристика переключателя. (a) Раби-переключения между Q2 и Q3 с последовательностью импульсов, показанной справа, причем импульсы переключателя короче импульсов потока кубита. (b) изменяя частоту кубита и (c) изменяя внешний поток, подаваемый на каждый переключатель (слева — включен, справа — выключен), мы генерируем шевронные и перестраиваемые схемы связи, соответственно. (d) Эффективная сила связиg (фиолетовый) и сила паразитного ZZ-взаимодействия ζ (зеленый) между Q2 и Q3 как функция потоков переключателей при изменении потока переключателей от включения (слева) до выключения (справа). Последовательность импульсов для измерения ζ показана на врезке. Цитирование: XUNTAO WU et al. Phys. Rev. X 14, 041030 — Published 4 November, 2024 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.14.041030
Автор: XUNTAO WU et al. Источник: journals.aps.org
Какие перспективы?

Квантовые компьютеры, как известно, это очень сложные устройства, с хрупкой природой. Это ставит жесткие ограничения для их широкого применения, которое, при этом, может изменить многие сферы нашей жизни, от медицины до энергетики.

Но до этого, нужно решить две проблемы.

Первая: их нужно сделать достаточно большими и гибкими. Новая архитектура с маршрутизатором как раз и решает эту проблему, позволяя создавать квантовые компьютеры нужного масштаба.

Вторая: их нужно сделать отказоустойчивыми. То есть способными выполнять сложные вычисления с минимальным количеством ошибок. Сверхпроводящие кубиты, используемые в этой разработке, являются одним из самых перспективных направлений в квантовых вычислениях.

Одновременные операции SWAP между Q 1 — Q 2 и Q 3 — Q 4 с использованием частот подкачки, разнесенных на 220 МГц. Последовательности импульсов показаны справа, где мы сначала возбуждаем Q 2 и Q 3, затем приводим Q 2 ( Q 3 ) в резонанс с Q 1 ( Q 4 ), а затем включаем все переключатели на время взаимодействия t, после чего проводятся окончательные мультиплексированные измерения кубитов. Цитирование: XUNTAO WU et al. Phys. Rev. X 14, 041030 — Published 4 November, 2024 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.14.041030
Автор: XUNTAO WU et al. Источник: journals.aps.org
Что дальше?

Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом. Сейчас их цель — масштабировать процессор, добавляя все больше кубитов, разрабатывать новые протоколы для расширения функционала и, возможно, объединять несколько таких процессоров в некую «квантовую сеть».

Также, в планах увеличение расстояния, на котором кубиты могут запутываться. В настоящее время это миллиметры. В будущем, возможно, появится возможность связывать кубиты на больших расстояниях.

Новая разработка — это не просто шаг вперед, это целая революция в квантовых вычислениях. Модульная конструкция с центральным маршрутизатором открывает путь к созданию мощных и надежных квантовых компьютеров, которые, возможно, изменят мир.

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

«Надежда России» дарит праздник детям

Москва возобновит реконструкцию: Западное Дегунино ждёт преобразования

В РФ выявили более 36 млн нарушений при продаже товаров легкой промышленности

Эксперты назвали главную пищевую привычку долгожителей

Музыкальные новости

S&P Global повысило рейтинги брокерских компаний Freedom Holding Corp.

Создание Рилс. Создание Reels. Создание Рилсов для Певцов, Музыкантов, Артистов.

РБК: владелец бренда Rostic's выкупил бизнес крупного франчайзи KFC в России

РУВИКИ и Яндекс стали победителями премии РОЦИТ «Герои Рунета - 2024»

Новости России

Президентом Олимпийского комитета России избран Михаил Дегтярев

Собянин: в центрах госуслуг можно получить справку об участии в СВО

Лепёхин ответил, есть ли кризис в «Зените»

Беспилотный трамвай Москвы: запуск намечен на конец 2025 года

Экология в России и мире

Международный конкурс искусства «Сокровища нации» 2024

Международный конкурс искусства «Сокровища нации» 2024

Генеральный директор «585*ЗОЛОТОЙ» вошел в рейтинг лучших руководителей

Магия цифр. Учёные развенчали миф о 10 тыс. шагов в день

Спорт в России и мире

Новак Джокович назвал знаковый финал Уимблдона самым нервным матчем в карьере

«Он моя главная опора». Соболенко получила награду WTA и благодарна своему бойфренду

Раскрыта неожиданная причина превосходства молодой теннисистки над Еленой Рыбакиной

Видео дня: Мария Шарапова учит сына русскому алфавиту

Moscow.media

Портативный ТСД корпоративного класса Saotron RT-T70

BelkaCar и МТС Premium увеличили кэшбэк на поездки в приложении каршеринга

BelkaCar и МТС Premium увеличили кэшбэк на поездки в приложении каршеринга

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Премьер-министр Армении Никол Пашинян отправился в Москву

Артём Туров – об усилении сотрудничества приграничных регионов России и Беларуси

Смоленские единороссы передали в белгородский госпиталь около 200 коробок с медикаментами

Калмыцкие медики участвуют в международном конгрессе в Москве