Найти

Результаты поиска

• РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ И РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В РАМКАХ КВАНТОВЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ

  С.М. Гушанский , В. С. Потапов , В.И. Божич

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  В последнее время наблюдается стремительный рост интереса к квантовым компьюте-
  рам. Их работа основана на использовании для вычислений таких квантово-механических явле-
  ний, как суперпозиция и запутывание для преобразования входных данных в выходные, которые
  реально смогут обеспечить эффективную производительность на 3–4 порядка выше, чем лю-
  бые современные вычислительные устройства, что позволит решать перечисленные выше и
  другие задачи в натуральном и ускоренном масштабе времени. Данная статья посвящена ре-
  шению задачи исследования и разработки методов оптимизации квантовых вычислений в рам-
  ках применения квантовых ускорителей. Предложена структурная схема аппаратного ускори-
  теля для увеличения производительности моделируемых квантовых вычислений. Была проведе-
  на разработка структурной схемы модуля связи аппаратного ускорителя и программной моде-
  ли.Актуальность данных исследований заключается в математическом и программном моде-
  лировании и реализации корректирующих кодов для исправления нескольких видов квантовых
  ошибок в рамках разработки и выполнения квантовых алгоритмов для решения классов задач
  классического характера. Научная новизна данного направления выражается в исключении
  одного из недостатков квантового вычислительного процесса. Научная новизна данного на-
  правления в первую очередь выражается в постоянном обновлении и дополнении поля кванто-
  вых исследований по ряду направлений, а компьютерная симуляция квантовых физических явле-
  ний и особенностей слабо освещена в мире.

• ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМ С ОПТИМИЗАЦИЕЙ ПО ГЛУБИНЕ В АЛГОРИТМЕ КВАНТОВОЙ ПРИБЛИЖЕННОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

  С.М. Гушанский, В.С. Потапов, В.И. Божич

  2023-12-11

  Аннотация ▼

  Одной из основных проблем, с которой сталкиваются исследователи в области
  квантовых вычислений, является проблема шума в квантовых системах. Шум может су-
  щественно ограничивать производительность квантовых алгоритмов. Именно в этом
  контексте актуализируется наше исследование, направленное на разработку и оптимиза-
  цию квантовых алгоритмов с фокусом на глубине. Глубина квантовых цепей – это один из
  критически важных параметров в разработке квантовых алгоритмов. Оптимизированные
  схемы с улучшенной глубиной имеют потенциал существенно снизить влияние шума, что, в
  свою очередь, должно привести к повышению эффективности. Мы стремимся предло-
  жить решения, которые не только учитывают технические ограничения, но и предостав-
  ляют практически применимые результаты для квантовых вычислений в контексте оп-
  тимизационных задач. В рамках данного исследования проводится анализ применения
  квантового алгоритма приближенной оптимизации для решения сложных задач комбина-
  торной оптимизации. Однако в процессе использования данного алгоритма сталкиваемся с
  серьезным ограничением – шумом в квантовой системе, что существенно снижает его
  эффективность. Для преодоления влияния шума и повышения эффективности квантовых
  алгоритмов, было предложено несколько методов. В данной статье представлен жадный
  эвристический алгоритм, направленный на уменьшение воздействия шума. Основная цель
  этого алгоритма заключается в поиске остовного дерева минимальной высоты. Это, в
  свою очередь, приводит к сокращению общей глубины квантовых схем и минимизации коли-
  чества вентилей CNOT, что является ключевым моментом в оптимизации квантовых вы-
  числений. Через проведение численного анализа было продемонстрировано, что предло-
  женный жадный эвристический алгоритм способен существенно увеличить вероятность
  успешного завершения каждой итерации в задаче поиска максимального разреза в графе в
  10 раз. Кроме того, исследование подтверждает, что средняя глубина квантовой схемы,
  созданной предложенным эвристическим алгоритмом, все еще линейно зависит от разме-
  ра входных данных, но угол наклона этой линейной зависимости снижается с 1 до 0,11
  благодаря использованию предложенного метода.

• РАЗРАБОТКА КОРРЕКТИРУЮЩИХ КОДОВ ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ КВАНТОВЫХ ОШИБОК

  С.М. Гушанский , В. С. Потапов, В. И. Божич

  2020-10-11

  Аннотация ▼

  В последнее время наблюдается стремительный рост интереса к квантовым компь-
  ютерам. Их работа основана на использовании для вычислений таких квантово-
  механических явлений, как суперпозиция и запутывание для преобразования входных данных
  в выходные, которые реально смогут обеспечить эффективную производительность на
  3–4 порядка выше, чем любые современные вычислительные устройства, что позволит
  решать перечисленные выше и другие задачи в натуральном и ускоренном масштабе вре-
  мени. Данная статья посвящена решению задачи исследования и разработки корректи-
  рующих кодов для исправления нескольких видов квантовых ошибок, появляющихся при вы-
  числительных процессах в квантовых алгоритмах и моделях квантовых вычислительных
  устройств. Целью работы является изучение существующих методов исправления различ-
  ных видов и типов квантовых ошибок и создание 3-кубитного корректирующего кода для
  квантового исправления ошибок. Работа затрагивает задачи исследования и разработки
  методов функционирования квантовых схем и моделей квантовых вычислительных уст-
  ройств. Актуальность данных исследований заключается в математическом и программ-
  ном моделировании и реализации корректирующих кодов для исправления нескольких видов
  квантовых ошибок в рамках разработки и выполнения квантовых алгоритмов для решения
  классов задач классического характера. Научная новизна данного направления выражается
  в исключении одного из недостатков квантового вычислительного процесса. Научная но-
  визна данного направления в первую очередь выражается в постоянном обновлении и до-
  полнении поля квантовых исследований по ряду направлений, а компьютерная симуляция
  квантовых физических явлений и особенностей слабо освещена в мире. Целью работы явля-
  ется компьютерное моделирование квантового вычислительного процесса с использовани-
  ем метода исправления фазовых типов ошибок, который позволяет оценить собственную
  фазу унитарного гейта, получившего доступ к квантовому состоянию, пропорционально
  собственному вектору.