В основе решения – искусственный интеллект. В перспективе результаты исследования помогут в создании квантовых компьютеров. Чтобы решать сложные вычислительные задачи (например, шифровать информацию с помощью квантовой криптографии), ученые работают над созданием квантовых симуляторов (компьютеров). В отличие от обычного, такое устройство использует не биты (работают с двумя состояниями: 0 и 1), а кубиты (могут работать с большим количеством состояний). Считается, что благодаря этому квантовые компьютеры смогут обрабатывать все состояния одновременно и выдавать решения быстрее, чем обычные ПК.
Одно из главных технических препятствий, с которым столкнулись исследователи на пути разработки квантового компьютера, – спонтанное излучение, когда записанная в системе единица информации (кубит) может разрушиться в любой момент времени, излучившись в окружающее пространство. Это явление зачастую ограничивает время жизни квантовых состояний и, по сути, делает запись данных в квантовых системах невозможной. Для подавления спонтанного излучения обычно используются большие атомные структуры (из десятков или сотен атомов). Ранее ученые уже находили оптимальные двумерные атомные решетки, способные поддерживать максимально долгоживущие состояния, но каким должен быть оптимальный дизайн структур из произвольно расположенных частиц, оставалось неизвестным.
На этот раз физикам из ИТМО удалось с помощью небольшой оптимизации геометрии получить структуры, которые сохраняют квантовое состояние в десятки и сотни раз дольше. Для этого они применили эволюционные алгоритмы (направление в искусственном интеллекте, которое моделирует процессы естественного отбора) и создали программу, предсказывающую подходящие параметры систем. В отличие от многих других работ, где атомные структуры имели наперед заданную геометрию, в данной работе искусственный интеллект сам находил нужные расположения атомов.
Новое решение определяет геометрию молекул из ультрахолодных атомов. По сути, ученые написали инструкцию сборки долговечных квантовых систем для записи и хранения информации. Предсказанные с помощью искусственного интеллекта структуры можно использовать для создания алгоритмов квантовой памяти.
Авторы рассматривали два изменяющихся параметра: количество атомов и минимальное разрешенное расстояние между ними. С помощью алгоритма они определили оптимальное геометрическое расположение частиц для различных межатомных расстояний: одномерные цепочки, фрагменты треугольных и квадратных решеток. Все эти конфигурации способны поддерживать неизлучающие, а значит, и долгоживущие квантовые состояния.
«Есть два пути развития этой работы. Если сейчас мы рассчитывали параметры структур для однофотонных состояний, то дальше будем искать то же самое для двуфотонных запутанных состояний: в них можно записать в два раза больше данных, а также применять их в квантовой коммуникации для передачи информации. Кроме того, мы бы хотели улучшить наш алгоритм, чтобы можно было считать системы из большего числа атомов», – рассказал один из авторов работы, аспирант Нового физтеха Илья Волков.
Результаты работы позволят экспериментаторам увеличить время записи квантовых состояний – это откроет новые возможности для работы с ними, в том числе поможет в создании квантовых компьютеров.
Источник: https://scientificrussia.ru/articles/v-itmo-pridumali-kak-uvelicit-vrema-zizni-kvantovyh-sostoanij
Российские производители электроники сталкиваются с проблемой неравных условий конкуренции
Производители электроники обратились к новому министру промышленности и торговли с просьбой о дополнительной поддержке и смягчении некоторых обязательств, в чём ранее им было отказано. Ассоциация российских разработчиков и производителей электроники (АРПЭ) направила письмо с этой просьбой Антону Алиханову. 28.06.2024 121 0 0На объект Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) поставили первое высокотехнологичное оборудование
Первое высокотехнологичное оборудование поставили в Центр коллективного пользования Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ), который сейчас строится под Новосибирском, начался его монтаж. Об этом сообщил журналистам полномочный представитель президента России в СФО Анатолий Серышев. 28.06.2024 107 0 0Научный комплекс СКИФ начнёт промышленную эксплуатацию в 2026 году недалеко от Новосибирска
Центр коллективного пользования «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов) начнёт промышленную эксплуатацию в 2026 году после завершения пусконаладочных работ в 2025 году, сообщил директор Института катализа СО РАН Валерий Бухтияров. 28.06.2024 117 0 0Специалисты МИЭТ разрабатывают программу на основе искусственного интеллекта, которая будет способна предсказывать очередное серийное убийство
Специалисты Московского института электронной техники (МИЭТ) создают программу на базе искусственного интеллекта, способную предугадывать место и время следующего серийного убийства. Алгоритм будет прогнозировать на основе данных о предыдущих преступлениях со схожим почерком, а также анализируя ранее раскрытые дела подобного рода из архива. Разработчики уже определили около 250 кейсов, которые послужат основой для обучения нейронной сети. 28.06.2024 115 0 0