Квантовые вычисления с использованием многоуровневых систем

by Алексей Федоров (Руководитель группы квантовых информационных технологий “Сколково”)

Wednesday 9 Jun 2021, 10:00 → 11:00 Europe/Moscow

Конференц-зал ЛТФ & Zoom Online Seminar

Квантовые компьютеры — это вычислительные устройства, использующие для решения задач квантовые явления (такие как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность). Квантовые вычислительные устройства потенциально могут превосходить классические компьютеры при решении целого ряда задач, например, из области криптоанализа, моделирования сложных систем, а также машинного обучения. В ходе доклада будет представлен обзор различных моделей квантовых вычислений, а также основных применений квантовых вычислительных устройств. Также будет рассмотрена модель квантовых вычислений с использованием многоуровневых систем (кудитов). Предлагаемая модель основана на сочетании нескольких подходов. Первый подход использует общую взаимосвязь между размерностью кудитов и их топологией связей, необходимую для масштабируемого многокудитного процессора, где более высокие уровни кудитов используются для замены вспомогательных кубитов. Второй подход использует декомпозицию многоуровневых систем на совокупность двухуровневых систем. Обсуждается применение подхода в текущих экспериментах с системами квантовой обработки информации. Также будут затронуты вопросы анализа квантовых вычислительных устройств в контексте теории открытых квантовых систем.

 

Quantum computers are computing devices that use quantum phenomena (such as quantum superposition and quantum entanglement) to solve problems. Quantum computing devices have the potential to outperform classical computers in a variety of tasks, such as cryptanalysis, complex system modeling, and machine learning. The presentation will provide an overview of various models of quantum computing, as well as the main applications of quantum computing devices. We will also consider a model of quantum computing using multilevel systems (qudits). The proposed model is based on a combination of several approaches. The first approach exploits the general relationship between the dimension of the qubits and their link topology, which is necessary for a scalable multi-qudit processor, where higher levels of qudits are used to replace auxiliary qubits. The second approach uses the decomposition of multi-level systems into a set of two-level systems. The application of the approach in current experiments with quantum information processing systems is discussed. The questions of the analysis of quantum computing devices in the context of the theory of open quantum systems will also be touched upon.

 

jinr_seminar_09062021.pdf

Live stream recording

Zoom recording

Презентация/Slides