Группа исследователей под руководством научного сотрудника JQI Алексея Горшкова нашла квантовый протокол, который достигает теоретических пределов скорости для определенных квантовых задач. Их результат позволяет по-новому взглянуть на разработку оптимальных квантовых алгоритмов и доказывает, что не было более низкого, неоткрытого предела, препятствующего попыткам создания лучших проектов.
«Этот разрыв между максимальными и достижимыми скоростями беспокоил нас, потому что мы не знали, была ли эта граница ослабленной, или мы были недостаточно умны, чтобы улучшить протокол», — говорит Минь Тран, JQI и Аспирант QuICS, который был ведущим автором статьи. «На самом деле мы не ожидали, что это предложение будет настолько мощным. И мы много пытались улучшить границу — оказалось, что это было невозможно. Так что мы очень рады этому результату».
В новом протоколе данные, хранящиеся на одном кубите, передаются его соседям с помощью явления, называемого квантовой запутанностью. Затем, поскольку все эти кубиты помогают переносить информацию, они работают вместе, чтобы распространить ее на другие наборы кубитов. Поскольку задействовано больше кубитов, они передают информацию еще быстрее.
Этот процесс можно повторять, чтобы продолжать генерировать более крупные блоки кубитов, которые передают информацию все быстрее и быстрее. Таким образом, вместо простого метода передачи информации кубитами один за другим, как баскетбольная команда, передающая мяч по площадке, кубиты больше похожи на снежинки, которые на каждом шаге объединяются в более крупный и быстро катящийся снежный ком. И чем больше снежный ком, тем больше хлопьев прилипает к каждому обороту.
Когда исследователи проанализировали этот процесс, они обнаружили, что стремительно растущие кубиты передают информацию с теоретических пределов, допускаемых физикой. Поскольку протокол достигает ранее проверенного предела, ни один будущий протокол не сможет его превзойти.
«Новый аспект заключается в том, как мы запутываем два блока кубитов», — говорит Тран. «Раньше был протокол, который запутывал информацию в один блок, а затем пытался объединить кубиты из второго блока в него один за другим. Но теперь, поскольку мы также запутываем кубиты во втором блоке перед объединением их в первый блок, усиление будет больше».
Протокол является результатом работы команды, изучающей возможность одновременного перемещения информации, хранящейся на нескольких кубитах. Они поняли, что использование блоков кубитов для перемещения информации повысит скорость протокола.
Источник — 1nsk.ru.