Технологии машинного обучения в математическом моделировании сложных квантовых систем

Руководитель группы – профессор С. Денисов.

Ключевые сотрудники – д.ф.-м.н.  М. В. Иванченко, к.т.н.  И. Б. Мееров.

План работ

2022

Ожидаемые результаты научных исследований

Нами будет продолжены эксперименты на платформе IBM Quantum Experience. Мы планируем исследовать 5- и 16-кубитные прототипы. Будут проанализированы спектральные свойства различных квантовых схем с целью идентификации «регулярных» и «хаотических»  квантовых схем  Серия статистических экспериментов на  IBM платформе будет реализована в первой половине 2022 года. Вторая половина будет посвящена анализу полученных результатов и построению соответствующих квантовых отображений. Спектральные свойства этих отображений, а также особенности индуцированной ими динамики, будут исследованы в ходе численных симуляций на кластере «Лобачевский». 

В 2022 г. нами  планируется публикация по крайне мере одной статьи в журнале квартилей Q1/Q2 и представление результатов (в виде приглашённых докладов) на по крайне мере двух международных конференциях.  Двое молодых ученых -участников проекта, будут со-авторами планируемых публикаций они также представят результаты в виде постеров и коротких докладов на по крайне мере одной международной конференции.(С. В. Денисов)

2023

Ожидаемые результаты научных исследований

Используя результаты, полученные в ходе реализации проекта в 2021-2022 годах, нами будет разработан и реализован алгоритм построения открытых отображений, соответствующих данными квантовым схемам (реализованных на прототипах квантовых компьютеров фирмы IBM)  Эти стадия реализации предполагает серию массивных вычислительных экспериментов на кластере «Лобачевский». В случае реализации этой части, мы перейдём к решению обратной задачи, т.е. возможности синтеза квантовой схемы, максимально точно воспроизводящей спектральные свойства (а также, по возможности, индуцированный динамику), данного квантового отображения. 

В 2023 г. нами  планируется публикация по крайне мере одной статьи в журнале  квартилей Q1/Q2 и представление результатов (в виде приглашённых докладов) на по крайне мере одной тематической международных конференции.  Двое молодых ученых – участников проекта, будут со-авторами планируемых публикаций; они также представят результаты в виде постеров и коротких докладов на по крайне мере одной международной конференции.(С. В. Денисов)

2024

Ожидаемые результаты научных исследований

Будет рассмотрена обратная задача синтеза квантовых схем, используя существующие прототипы квантовых компьютеров фирмы IBM, воспроизводящих действие данных квантовых отображений. Акцент будет сделан на спектральных свойствах, позволяющих определить степень хаотичности данного отображения. Таким образом, нами будет разработана технология математического моделирования существующих прототипов квантовых компьютеров, используя такие идеи теории «квантовой отображение», и также новейшие результаты в области теории «диссипативного квантового хаоса».   

В 2024 г. нами  планируется публикация по крайне мере одной статьи в журнале квартилей Q1/Q2 и представление результатов (в виде приглашённых докладов) на по крайне мере одной тематической международных конференциях.  Двое молодых ученых – участников проекта, будут со-авторами планируемых публикаций; они также представят результаты в виде постеров и коротких докладов на по крайне мере одной международной конференции.(С.В. Денисов)