Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 разработали технологию поиска оптических схем для квантовых вычислений на основе генетического алгоритма
Ученые Санкт-Петербургского университета применили аппарат эволюции к задаче поиска новых квантово-оптических схем. Без использования инновационного метода на поиск таких схем ушли бы годы исследований.
Результаты исследования опубликованы в?ведущем американском научном журнале Physical Review?A.
Сегодня квантовые вычисления пытаются развивать на?разных платформах, и?пока нет ответа, какая из?платформ окажется реализуемой. Основные четыре направления?— это построение квантовых алгоритмов на?ионах, нейтральных атомах, сверхпроводниках и?фотонах. В?лаборатории квантовой оптики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 занимаются разработкой фотонной платформы. Фотоны имеют много достоинств: с?ними достаточно легко манипулировать, их?легко генерировать, они не?требуют охлаждения, как сверхпроводники или атомы. Главная сложность работы с?фотонами?— организовать их?взаимодействие друг с?другом. Напрямую создать условия для такого взаимодействия не?удается. Чтобы обойти эту проблему, используют схемы с?оповещением, которые были исследованы в?данной статье.
Схемы с?оповещением позволяют наблюдателю по?состоянию вспомогательной системы (над которой он?производит измерение) сделать вывод о?состоянии ?остатка?, то?есть отсеивать результаты, когда логическая операция выполнена. Таким образом, эти схемы работают вероятностно.
Схемы с?оповещением известны уже около 20?лет. Однако это лишь некоторое количество схем с?конкретными оптическими элементами, конкретными конфигурациями.
Всегда оставался вопрос: а?можно?ли построить схему, которая?бы работала лучше. Именно на?этот вопрос мы?и?попытались ответить, используя генетический алгоритм для поиска оптимальных схем.
Профессор 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 (кафедра общей физики 1) Татьяна Голубева
?Мы?определили ключевые параметры схем (аналог кода ДНК) и?промоделировали эволюцию поколений, вводя "селекцию", "скрещивание" и?"мутацию" особей (где под особями подразумевались оптические схемы). В?результате за?несколько минут программа смогла найти те?схемы, на?обнаружение которых ранее ушли годы?,?— рассказала профессор 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 (кафедра общей физики 1) Татьяна Голубева.
Интересные результаты были получены благодаря объединению усилий и?методов. Разработкой программного кода занималась группа математиков из?Международного математического института Леонарда Эйлера (группа доцента 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Сергея Сысоева). Статья является, по?сути, презентацией удивительных возможностей, которые дает перенос методов и?подходов генетики в?квантовую физику.