Квантовые вычисления: прогнозы и препятствия

Мұқаба
  • Авторлар: Кулик С.П.1,2
  • Мекемелер:
    1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
    2. Южно-Уральский государственный университет, лаборатория «Квантовая инженерия света»
  • Шығарылым: Том 53, № 8 (2023)
  • Беттер: 622-630
  • Бөлім: Обзоры (по материалам xlvii вавиловских чтений по люминесценции, москва, 12 апреля 2023 г.)
  • URL: https://journals.rcsi.science/0368-7147/article/view/255485
  • ID: 255485

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Представлен краткий обзор состояния дел в области квантовых вычислений и обсуждены основные проблемы на пути построения полномасштабных квантовых компьютеров, а также пути их решения.

Авторлар туралы

С. Кулик

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Южно-Уральский государственный университет, лаборатория «Квантовая инженерия света»

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: sergei.kulik@gmail.com
Ресей, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 35, 119991;Челябинск, просп. Ленина, 76, 454080

Әдебиет тізімі

  1. DiVincenzo David P. Fortschr. Phys., 48, 771 (2000).
  2. Urbanek M., Nachman B., de Jong W.A. Phys. Rev. A, 102, 022427 (2020).
  3. Cheng B., Deng X.-H., Gu X., Yu He, Hu G., Huang P., Li J., Lin B.-C., Lu D., Lu Y., Qiu C., Wang H., Xin T., Yu S., Yung M.-H., Zeng J., Zhang S., Zhong Y., Peng X., Nori F., Yu D. Front. Phys., 18 (2), 21308 (2023).
  4. Yao R., Lian W.-Q., Wu Y.-K., Wang G.-X., Li B.-W., Mei Q.-X., Qi B.-X., Yao L., Zhou Z.-C., He L., Duan L.-M. Phys. Rev. A, 106, 062617 (2022).
  5. Zhang S., Lu Y., Zhang K., Wentao Chen, Li Y., Zhang J.-N., Kim K. Nat. Commun., 11, 587 (2020).
  6. Wintersperger K., Dommert F., Ehmer T., Hoursanov A., Klepsch J., Mauerer W., Reuber G., Strohm T., Yin M., Luber S. ArXiv:2304.14360v2 [quant-ph] (2023).
  7. Bluvstein D., Levine H., Semeghini G., Wang T.T., Ebad S., Kalinowski M., Keesling A., Maskara N., Pichler H., Greiner M., Vuleti V., Lukin M.D. Nature, 604, 451 (2022).
  8. Zhu D., Jaako T., He Q., Rabl P. Phys. Rev. Appl., 16, 014024 (2021).
  9. Wang C., Li X., Xu H., Li Z., Wang J., Yang Z., Mi Z., Liang X., Su T., Yang C., Wang G., Wang W., Li Y., Chen M., Li C., Linghu K., Han J., Zhang Y., Feng Y., Song Y., Ma T., Zhang J., Wang R., Zhao P., Liu W., Xue G., Jin Y., Yu H. NPJ Quantum Inf., 8, 3 (2022).
  10. https://newsroom.ibm.com/2022-11-09-IBM-Unveils-400-Qubit-Plus-Quantum-Processor-and-Next-Generation-IBM-Quantum-System-Two.
  11. Mower J., Harris N.C., Steinbrecher G.R., Lahini Y., Englund D.R. Phys. Rev. A, 92, 032322 (2015).
  12. Uppu R., Midolo L., Zhou X., Carolan J., Lodahl P. Nat. Nanotechnol., 16, 13081317 (2021).
  13. Shi S., Xu B., Zhang K., Ye G.-S., Xiang D.-S., Liu Y., Wang J., Su D., Li L. Nat. Commun., 13, 4454 (2022).
  14. Pezzagna S., Meijer J. Appl. Phys. Rev., 8, 011308 (2021).
  15. Shandilya P.K., Flågan S., Carvalho N.C., Zohari E., Kavatamane V.K., Losby J.E., Barclay P.E. J. Lightwave Technol., 40, 7538 (2022).
  16. He Y., Gorman S.K., Keith D., Kranz L., Keizer J.G., Simmons M.Y. Nature, 571, 371 (2019).
  17. Ma˛dzik M.T., Asaad S., Youssry A., Joecker B., Rudinger K.M., Nielsen E., Young K.C., Proctor T.J., Baczewski A.D., Laucht A., Schmitt V., Hudson F.E., Itoh K.M., Jakob A.M., Johnson B.C., Jamieson D.N., Dzurak A.S., Ferrie C., Blume-Kohout R., Morello A. Nature, 601, 348 (2022).
  18. Muhonen J.T., Dehollain J.P., Laucht A., Hudson F.E., Kalra R., Sekiguchi T., Itoh K.M., Jamieson D.N., McCallum J.C., Dzurak A.S., Morello A. Nat. Nanotechnol., 9, 986 (2014).
  19. Muhonen J.T., Laucht A., Simmons S., Dehollai J.P., Kalra R., Hudson F.E., Freer S., Itoh K.M., Jamieson D.N., McCallum J.C., Dzurak A.S., Morello A. J. Phys. Condens. Matter, 27, 154205 (2015).
  20. Li J. IEEE Access., 8, 46998 (2020).
  21. Cross A.W., Bishop L.S., Sheldon S., Nation P.D., Gambetta J.M. Phys. Rev. A, 100, 032328 (2019).
  22. Blume-Kohout R., Young K.C. Quantum, 4, 362 (2020).
  23. Emerson J., Alicki R., Zyczkowski K. J. Opt. B: Quantum Semiclassical Opt., 7, 347 (2005).
  24. Blume-Kohout R., Gamble J.K., Nielsen E., Rudinger K., Mizrahi J., Fortier K., Maunz P. Nat. Commun., 8, 4485 (2017).
  25. NIST. Specification for the Advanced Encryption Standard (AES) (FIPS PUB 197, 2001).
  26. Grassl M., Langenberg B., Roetteler M., Steinwandt R., in Post-Quantum Cryptography (Springer, 2016, pp 29 – 43).
  27. Gheorghiu V., Mosca M. GRI Quantum Risk Assessment Reports (2018 – 2021); https://globalriskinstitute.org.
  28. Fowler A.G., Mariantoni M., Martinis J.M., Cleland A.N. Phys. Rev. A, 86, 032324 (2012).
  29. Yamamoto Y., Aihara K., Leleu T., Kawarabayashi K., Kako S., Fejer M., Inoue K., Takesue H. NPJ Quantum Inf., 3, 49 (2017).
  30. Böhm F., Verschaffelt G., Van der Sande G. Nat. Commun., 10, 3538 (2019).
  31. Cen Q., Ding H., Hao T., Guan S., Qin Z., Lyu J., Li W., Zhu N., Xu K., Dai Y., Li M. Light Sci. Appl., 11, 333 (2022).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig.1. Accuracy of one- and two-qubit operations and readout operations for three physical quantum computing platforms.

Жүктеу (493KB)
Метадеректер
3. Fig.2. Error limits for full-scale quantum computing.

Жүктеу (278KB)
Метадеректер
4. Fig.3. Basic quantum error correction codes according to [20] (CTQEC – Continuous-time quantum error correction).

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
5. Fig.4. Phases of maturity of quantum computing systems.

Жүктеу (1013KB)
Метадеректер
6. Fig.5. Promising tasks for quantum computing.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
7. Fig.6. Predicted time frame for the creation of quantum computing devices from leading companies (crosses indicate parameters implemented to date).

Жүктеу (1MB)
Метадеректер

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».