| Разработчики: | НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет), Российский квантовый центр (РКЦ, Russian Quantum Center, RQC) |
| Дата премьеры системы: | 2024/05/16 |
Основные статьи:
2024: Представление модели управления сложными квантовыми системами
Исследователи Университета МИСИС и Российского квантового центра (РКЦ) разработали модель управления сложными квантовыми системами, которая, по их словам, открывает возможности для более быстрой передачи информации и позволяет контролировать динамику системы. Об этом 16 мая 2024 года TAdviser сообщили представители МИСИС. Согласно заявлению ученых, предложенная методика полезна для снижения количества ошибок и подавления шумов в квантовых устройствах. С ее помощью можно будет изучать различные эффекты в физике многих тел, а также искать новые квантовые материалы. Модификация же модели позволит наблюдать за системами на макроскопическом уровне, что, в свою очередь, открывает путь к управлению квантовыми системами между различными фазами материи.
.jpg)
По информации МИСИС, прогресс в области квантовых технологий выявил множество сложных инженерных, математических и вычислительных задач. Одной из них является квантовое оптимальное управление — настройка регулирующих сигналов для достижения желаемых результатов в квантовых системах. Однако в квантовых системах с большим числом частиц возникают трудности. Это связано с тем, что моделирование квантовой динамики многих тел требует больших ресурсов, растущих вместе с увеличением числа параметров или переменных, которые могут изменяться. Это могут быть, например, положение частицы, ее скорость и другие, так называемые, степени свободы. Для настройки управляющего сигнала используются методы оптимизации, требующие многократного моделирования, что усложняет задачу.
И хотя решить задачи управления многими телами в квантовых системах трудно, их возможно решить хотя бы частично, подчеркнули в университете. Так, ученые НИТУ МИСИС и РКЦ разработали упрощенные модели — «цифровые двойники» квантовых систем, которые эффективно и точно отслеживают динамику подсистем.
 | «Поиск оптимального управления для квантовых систем — известная своей сложностью задача. Мы разработали метод построения `цифровых двойников` квантовых систем, которые значительно проще позволяют искать эффективное воздействие. Наша работа имеет важное значение для разработки квантовых процессоров и квантовых симуляторов», — рассказал Алексей Федоров, PhD, директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ. |  |
Этот метод позволяет находить оптимальные последовательности операций таким образом, чтобы добиться желаемых результатов, например, менять направление локальной динамики или передавать информацию. Это позволяет автоматически находить эффективные стратегии управления в сложных системах взаимодействующих частиц.
| | «Мы фокусируемся на использовании методов для предотвращения состояния теплового равновесия с окружающей средой, так как это мешает реализации квантовых алгоритмов для вычислений и моделирования. Нам важно реализовать когерентное управление, когда колебания происходят согласованно и синхронно. Кроме того, мы обнаружили обобщенные последовательности спинового эха для системы в локализованной фазе многих тел», 一 отметил инженер лаборатории квантовых информационных технологий НИТУ МИСИС Максим Гавреев. | |
Как он добавил, разработанный подход в целом позволяет исследовать интересные явления в квантовой материи и может быть полезен для текущих экспериментов с шумными квантовыми устройствами промежуточного масштаба.
Подробные результаты исследования описаны в журнале Physical Review Research (Q1). Исследование проведено при поддержке грантов Российского научного фонда (проект № 19-71-10092) и стратегического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (проект № К1-2022-027).
