Под руководством Алексея Федорова разработан цифровой двойник для управления квантовыми системами

Под руководством руководителя научной группы Российского квантового центра и директора Института физики и квантовой инженерии Университета МИСИС Алексея Федорова, который также является заместителем председателя Научного комитета Премии «Вызов», российские физики создали цифровой двойник на основе тензорных систем. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Research.

С развитием вычислительных устройств появляются все более сложные задачи, для которых необходимо создавать еще более совершенные и мощные инструменты. Для решения задач с большим количеством параметров (такие, как моделирование больших молекул или химических реакций) активно используют квантовые компьютеры, но, к сожалению, и их возможности ограничены. Синергия методов машинного обучения и квантовых технологий, над которой работает научная группа Алексея Федорова, позволит решать более широкий спектр задач и станет более универсальным и эффективным вычислительным инструментом. Цифровой двойник позволит снизить необходимое количество ресурсов для поиска наилучшего решения: вместо работы с системами, у которых нужно учитывать несколько миллионов состояний, достаточно компактных представлений с несколькими сотнями параметров.

«Построение все более сложных квантовых устройств требует разработки эффективных методов управления ими — это становится одной из центральных задач квантовых технологий. Это направление особенно актуально для развития квантовых компьютеров и квантовых симуляторов. Наша группа в РКЦ и МИСИС, а также наши коллеги в ФИАН, участвуя в разработке квантовых компьютеров в рамках Дорожной карты при координации Росатома, активно вовлечены в развитие методов управления квантовыми системами, которые позволят эффективно использовать их возможности для решения прототипов прикладных задач», – прокомментировал Алексей Федоров.

Разработки в области квантовых технологий могут изменить будущее в перспективе уже ближайших лет. Так, в 2023 году одним из лауреатов Национальной премии в области будущих технологий «Вызов» стал руководитель научной группы РКЦ, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Илья Семериков. Он получил Премию «Вызов» за создание ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых систем – кудитов – и демонстрацию квантовых алгоритмов.