Российские учёные создали алгоритм для моделирования магнитных материалов на кудитах
Исследователи НИТУ МИСИС разработали подход к моделированию квантовых магнитных материалов с помощью многоуровневых кудитов. Это позволяет обойти ограничения обычных двухуровневых кубитов и суперкомпьютеров.
Исследователи из НИТУ МИСИС разработали алгоритм, который позволяет применять кудиты — многоуровневые вычислительные блоки — для моделирования квантовых магнитных материалов. Задача, которую почти невозможно решить на обычных суперкомпьютерах, становится реальной. Об этом ТАСС сообщила пресс-служба вуза.
В чём проблема? Моделирование процессов на уровне отдельных атомов и частиц требует колоссальных ресурсов. Особенно когда речь идёт о многочастичных квантовых системах с большим числом состояний — например, экзотических магнитных материалах. Обычные суперкомпьютеры задыхаются. Квантовые компьютеры помогают, но использование стандартных двухуровневых кубитов создаёт серьёзные накладные расходы.
Решение — кудиты. Инженер НИТУ МИСИС Максим Гавреев пояснил: многоуровневые системы позволяют напрямую и эффективно моделировать сложные квантовые процессы, без упрощения до двухуровневых кубитных моделей.
Учёные разработали новый квантовый алгоритм и два варианта разложения сложной квантовой динамики на набор простых операций. Оба подхода используют особые типы логических операций, адаптированные под кудитные компьютеры. Это позволяет воспроизводить динамику многочастичных систем на реальных квантовых устройствах и выявлять резкие изменения в поведении системы со временем.
Зачем это нужно? Директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Алексей Федоров подвёл итог: результаты открывают путь к более компактной и точной реализации квантовых симуляций на существующих платформах. А это особенно значимо для развития квантовых технологий в ближайшие годы.
