Российские физики предлагают новый подход к масштабированию квантовых компьютеров

Исследователи из Российского квантового центра создали новый алгоритм для операции, которую используют во всех квантовых алгоритмах — это операция гейта Тоффоли.

Речь идет об универсальном контролируемом обратимом вентиле с тремя входами и выходами: его придумал Томас Тоффоли в 1980 году. Было доказано, что, используя только этот вентиль, можно построить любую обратимую логическую схему — например, арифметическое устройство или процессор. Также он является популярным квантовым вентилем при построении обратимых схем квантовых компьютеров.

На этот раз исследователи использовали для реализации операции не кубиты, а другой вид многоуровневых квантовых систем — кутриты (они же кудиты или квантовые триты), которые могут находиться в трех состояниях одновременно. Благодаря этому можно проводить квантовые операции быстрее и качественнее. Результативность такого подхода уже была продемонстрирована на сверхпроводниковом квантовом компьютере.

«Идея кудитных квантовых процессоров состоит в том, чтобы использовать дополнительные уровни физических систем для увеличения качества реализации квантовых операций и «более плотного» кодирования квантовой информации. В настоящее время в России ведется работа по созданию кудитного квантового компьютера на ионах», — рассказывает Алексей Федоров, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра.