<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">caht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научный вестник МГТУ ГА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Civil Aviation High Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-0619</issn><issn pub-type="epub">2542-0119</issn><publisher><publisher-name>Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26467/2079-0619-2019-22-4-67-79</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">caht-1564</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AVIATION, ROCKET AND SPACE TECHNOLOGY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Формирование измерительного канала для квантового диагностического компьютера</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Formation of the measuring channel for quantum diagnostic computer</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дианов</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dianov</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Дианов Сергей Вячеславович - кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительных машин, комплексов, систем и сетей</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey V. Dianov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Computers, Complexes, Systems and Networks Chair</p></bio><email xlink:type="simple">tehnomat@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Новичков</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Novichkov</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Новичков Вадим Михайлович - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизированных комплексов ориентации и навигации</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vadim M. Novichkov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Automated Complexes of Orientation and Navigation Systems Chair</p></bio><email xlink:type="simple">v13217@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский государственный технический университет гражданской авиации</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State Technical University of Civil Aviation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Aviation Institute (National Research University)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>08</month><year>2019</year></pub-date><volume>22</volume><issue>4</issue><fpage>67</fpage><lpage>79</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Дианов С.В., Новичков В.М., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Дианов С.В., Новичков В.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Dianov S.V., Novichkov V.M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1564">https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1564</self-uri><abstract><p>Современные и перспективные задачи робототехники с управлением от систем искусственного интеллекта требуют применения малогабаритных измерительных устройств. В этом случае хорошую перспективу имеют интенсивно разрабатываемые квантовые датчики и квантовые компьютеры. Их основным преимуществом является способность успешно обрабатывать данные случайных процессов с разложением сложных функций на простые множители, а также их малые габариты и способность передавать данные на большие расстояния без проводов. Данные, передаваемые по квантовым линиям связи, невозможно ни скопировать, ни перехватить, что очень полезно при удаленном управлении сложными техническими системами. По результатам анализа вероятностных зашумленных данных квантовый компьютер способен быстро выработать оценку технического состояния сложной системы. При этом нет необходимости перебирать все возможные варианты решения задачи оценивания с огромным количеством входных данных, некоторые из которых иногда могут быть не определены. Основной проблемой в исследованиях квантовых процессов является то, что исследователи изучают процессы, протекающие в материалах, но они не указывают пути применения квантовых датчиков и квантовых компьютеров в практических приложениях. В настоящей статье поясняется, как формировать измерительный канал, совместимый с квантовым компьютером, как организовать ввод информации об измеряемой физической величине в квантовый компьютер при помощи квантового датчика. Основная цель состояла в том, чтобы приблизить результаты фундаментальных исследований в области квантовых вычислений к их применению в прикладных задачах. Показано, как квантовые процессы можно переложить в область технических измерений физических величин, используемых при автоматической диагностике технического состояния сложных систем. В процессе получения результатов исследования применялся метод дедукции (выведения) заключений на основе анализа свойств объекта исследования (алмаза с NV-центром) с учетом существующих экспериментальных данных в рамках системного подхода к разработке элементов технических систем. В результате дано описание процессов в квантовом измерительном канале, который используется для ввода диагностических данных в квантовый компьютер. К основным выводам исследования нужно отнести то, что квантовые датчики, реализованные в виде измененного кристалла алмаза, хорошо описываются с помощью теории измерительных преобразователей с частотным выходом и могут быть использованы в диагностических компьютерах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Modem and perspective tasks of robotics with control from artificial intelligence systems require the use of small-sized measuring devices. In this case, the intensively developed quantum sensors and quantum computers have good prospects. Their main advantage is the ability to successfully process the data of random processes with decomposition of complex functions into simple multipliers, as well as their small size and the ability to transmit data over long distances without wires. Data transmitted over quantum communication lines cannot be copied or intercepted, which is very useful for remote control of complex technical systems. Based on the results of the probabilistic noisy data analysis quantum computer can quickly develop an assessment of the complex system technical condition. At the same time, there is no need to go through all the possible solutions to the evaluation problem with a huge amount of input data, some of which can sometimes be undefined. The main problem in the research of quantum processes is that researchers study the processes occurring in materials, but they do not indicate the ways in which quantum sensors and quantum computers are used in practical applications. This article explains how to form a measurement channel that will be compatible with a quantum computer, how to organize the input of information about the measured physical quantity into a quantum computer using a quantum sensor. The main objective was to bring the results of basic research in the field of quantum computing closer to their application in applied tasks. It is shown how the quantum processes can be shifted to the field of physical quantities technical measurements used in the automatic diagnosis of the technical state of complex systems. In the process of obtaining the results of the study, the deduction method of conclusions within the framework of a systematic approach to the development of technical systems elements was used. The result is a description of the processes in the quantum measuring channel, which is used to enter diagnostic data in a quantum computer. The study main conclusions breed the idea that quantum sensors implemented in the form of a modified diamond crystal are well described by the theory of measuring transducers with frequency output and can be used in diagnostic computers.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>измерительный канал</kwd><kwd>квантовый датчик</kwd><kwd>квантовый компьютер</kwd><kwd>преобразователь с частотным выходом</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>NV-центр</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Массалимов Б. Квантовый компьютер из алмаза [Электронный ресурс] / АНИ «ФИ-АН-информ» // Сделано у нас. Нам есть чем гордиться. Режим доступа: https://sdelanounas.ru/blogs/46236/ (дата обращения: 07.04.2018).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Massalimov, B. Kvantovyy kompyuter iz almaza [A quantum computer out of diamond]. [Electronic resource]. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/46236/ (accessed 07.04.2018) (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fedyanin D.Yu., Agio M. Ultrabright single-photon source on diamond with electrical pumping at room and high temperatures // New Journal of Physics. 2016. Vol. 18, № 7. Pp. 073012. DOI:10.1088/1367-2630/18/7/073012</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fedyanin, D. Yu. and Agio, M. (2016). Ultrabright single-photon source on diamond with electrical pumping at room and high temperatures. New Journal of Physics, vol. 18, no. 7, pp. 073012. DOI:10.1088/1367-2630/18/7/073012</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Barfuss A. Strong mechanical driving of a single electron spin / J. Teissier, E. Neu, A. Nunnenkamp, P. Maletinsky // Nature Physics. 2015. Vol. 11, № 10. Pp. 820-824. DOI:10.1038/NPHYS3411</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Barfuss, A., Teissier, J., Neu, E., Nunnenkamp, A. and Maletinsky, P. (2015). Strong mechanical driving of a single electron spin. Nature Physics, vol. 11, no. 10, pp. 820-824. DOI: 10.1038/NPHYS3411</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горенштейн И.А. Гидростатические частотные датчики первичной информации. М.: Машиностроение, 1976. 182 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gorenshtein, I.A. (1976). Gidrostaticheskiye chastotnyye datchiki pervichnoy informatsii [Hydrostatic Frequency Sensors of Primary Information]. Moscow: Mashinostroeniye, 182 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Эткин Л.Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 408 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Etkin, L.G. (2004). Vibrochastotnyye datchiki. Teoriya ipraktika [Vibration and frequency sensors. Theory and practice]. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 408 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Saito S. Coherent coupling between a superconducting qubit and a spin ensemble / X. Zhu, W.J. Munro, K. Semba // NTT Technical Review. 2012. Vol. 10, № 9, Sept. Pp.1-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Saito, S., Zhu, X., Munro, W.J. and Semba, K. (2012). Coherent Coupling between a Superconducting Qubit and a Spin Ensemble. NTT Technical Review, vol. 10, no. 9, Sept., pp. 1-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Волков Д.И., Проскуряков С.Л. Ультразвуковой метод контроля качества режущих пластин из сверхтвердых материалов // Известия Самарского научного центра РАН. 2016. Т. 18, № 1(2). C. 166-169.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov, D.I. and Proskuryakov, S.D. (2016). Ultrazvukovoy metod kontrolya kachestva rezhushchikh plastin iz sverkhtverdykh materialov [Ultrasonic method of quality control of the cutting plates from supersolid materials]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN [Izvestiya of the Samara Scientific Centre of the Russian Academy of Science], vol. 18, no. 1(2), pp. 166-169. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sjolander T.F. 13C-decoupled j-coupling spectroscopy using two-dimensional nuclear magnetic resonance at zero-field / A. Kentner, A. Pines, M.C.D. Tayler, D. Budker // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2017. Vol. 8, № 7. Pp. 1512-1516. DOI:10.1021/acs.jpclett.7b00349</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sjolander, T.F., Kentner, A., Pines, A., Tayler, M.C.D. and Budker, D. (2017). 13C-decoupled j-coupling spectroscopy using two-dimensional nuclear magnetic resonance at zero-field. The Journal of Physical Chemistry Letters, vol. 8, no. 7, pp. 1512-1516. DOI: 10.1021/acs.jpdett.7b00349</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bhallamudi V.P., Hammel P.C. Nitrogen-vacancy centers: Nanoscale MRI // Nature Nanotechnology. 2015. № 10. Pp. 104-106. DOI:10.1038/nnano.2015.7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bhallamudi, V.P. and Hammel, P.C. (2015). Nitrogen-vacancy centers: Nanoscale MRI. Nature Nanotechnology, no. 10, pp. 104-106. DOI:10.1038/nnano.2015.7</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ohtsu M. Dressed photon technology // Nanophotonics. 2012. № 1. Pp. 83-97. DOI: 10.1515/nanoph-2011-0001</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ohtsu, M. (2012). Dressed photon technology. Nanophotonics, no. 1, pp. 83-97. DOI: 10.1515/nanoph-2011-0001</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
