Ученые нашли наиболее эффективные алгоритмы для квантового компьютера

Популярная механикаНаука

Российские ученые нашли способ сделать квантовый компьютер эффективнее

Нарушения принципа эргодичности подсказали ученым наиболее эффективные алгоритмы для квантового компьютера.

Василий Макаров

Физики, в том числе сотрудники Института теоретической физики имени Ландау изучили, как в больших квантовых системах нарушается принцип эргодичности. Помимо того, что исследование позволяет лучше понять поведение таких систем, его результаты полезны для разработки поисковых алгоритмов для квантовых компьютеров. Поиск информации в больших базах данных – задача, с которой квантовый компьютер справляется намного эффективнее классического, поэтому создание работающих алгоритмов является крайне актуальным. Работа опубликована в журнале Annals of Physics.

Принцип эргодичности – свойство динамических систем проходить по всем доступным для них состояниям. При этом неважно, из какого начального состояния стартовал процесс, необходимо лишь, чтобы время ожидания было достаточно большим. Если в качестве динамической системы рассмотреть один атом в комнате, то, подождав достаточно долго, мы обнаружим, что он побывал во всех углах этой комнаты. Но если представить, что у нас есть не один, а целое множество атомов, которые образуют кристалл, то окажется, что принцип эргодичности нарушен, так как каждый из атомов всегда находится в окрестностях одной точки. Такая же ситуация наблюдается, если у нас имеется не кристалл, а стекло. Возникает вопрос: если имеется большая, но конечного размера квантово-механическая система, в каких условиях она удовлетворяет принципу эргодичности, а в каких нет, и как происходит превращение одного состояния в другое.

Этот вопрос интересен не только с чисто научной точки зрения. Постепенно люди научаются создавать очень большие, хорошо изолированные от внешнего мира квантовые системы – квантовые компьютеры. Самый большой из существующих принадлежит компании Google и состоит примерно из 70 кубитов. Через несколько лет, вероятно, появятся квантовые компьютеры из сотен и тысяч кубитов. К таким большим системам уже приложимы понятия квантовой статистической физики, и в частности – теории квантовых стекол, то есть квантовых систем, нарушающих принцип эргодичности. Из теории таких систем мы уже знаем некоторые их свойства, и они накладывают серьезные ограничения на возможности работы квантовых компьютеров —однако еще далеко не все в этой области физики понято, и не все существенные ограничения выявлены.

Авторы работали с относительно простой моделью, включающей большое количество переменных. Они выясняли, в какой области параметров системы она находится в эргодической фазе, в какой – нет, и как эта эргодическая фаза устроена. Модель представляла собой куб в пространстве большого числа измерений: n-мерный куб, где n очень велико. Соответственно, количество вершин такого куба – 2

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание Как похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание

Важно следить за тем, сколько вы съели. А вы знаете, много вы едите или мало?

Популярная механика
Русское наследие: новая коллекция Axenoff Русское наследие: новая коллекция Axenoff

Украшения, которые можно передавать по наследству и носить как талисман

Vogue
Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека

Пагубное воздействие частиц нанопластика еще больше усиливается

ТехИнсайдер
Что о вас говорит… ваш смартфон? Что о вас говорит… ваш смартфон?

Дай мне посмотреть, как ты используешь свой телефон, и я скажу кто ты

Psychologies
Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Наталья Водянова заявила, что даже яичница является проблемой для ее мужа Наталья Водянова заявила, что даже яичница является проблемой для ее мужа

Свободное время Наталья Водянова посвящает мужу и пятерым детям

Cosmopolitan
Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году? Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году?

Квентин Тарантино опять переиграл историю и показал, что такое фирменное кино

Forbes
MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу» MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу»

Создается ощущение, будто Джонсон и Стэйтем познакомились на уроке химии

Maxim
Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле

Пока весь мир пытается обрести бессмертие, старость все еще приходит к людям

Forbes
Детство, отрочество, юность Детство, отрочество, юность

Что можно сделать уже сегодня, чтобы жить очень долго

Vogue
Борис Зарьков: «Успешные люди не позволяют стереотипам управлять своей жизнью» Борис Зарьков: «Успешные люди не позволяют стереотипам управлять своей жизнью»

Мы взяли первое совместное интервью у Бориса Зарькова и его жены Ирины

GQ
Под знаком близнецов Под знаком близнецов

Аня и Соня Куприенко из модной лондонской группы Bloom Twins

Vogue
Что делать в Москве в этот уик-энд? Что делать в Москве в этот уик-энд?

Смотрим много Тарантино и подпеваем Роберту Смиту и Дженнифер Лопес

GQ
Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии

С какими впечатлениями Артур Гранд вернулся из Бурятии

РБК
Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя

Прошедшее и настоящее Аиды Сидаковой и ее мамы

Русский репортер
Как жил и одевался сын Америки и просто хороший человек Джон Ф. Кеннеди-младший Как жил и одевался сын Америки и просто хороший человек Джон Ф. Кеннеди-младший

Esquire вспоминает, как жил и одевался любимец всей Америки

Esquire
«Я всегда пытался соревноваться с собой». Правила жизни Олега Дерипаски «Я всегда пытался соревноваться с собой». Правила жизни Олега Дерипаски

Миллиардер Олег Дерипаска поделился правилами, которыми руководствуется

Forbes
Как перестать соглашаться делать то, что не хочется Как перестать соглашаться делать то, что не хочется

Рекомендации по выстраиванию здоровых границ и умению отказывать окружающим

Psychologies
Долой серость Долой серость

Дарья Майер оформила квартиру в Санкт‑Петербурге, избегая серого цвета

AD
Вера в женское предпринимательство — это шаг к будущему банкротству Вера в женское предпринимательство — это шаг к будущему банкротству

Почему «женское предпринимательство» — миф?

СНОБ
Лучшие кроссовки следующей недели (с 5 по 11 августа) Лучшие кроссовки следующей недели (с 5 по 11 августа)

Новые расцветки главной летней премьеры adidas

Esquire
«Он как Саудовская Аравия, только человек»: новый сезон «Наследников», семейной саги о бедных детях миллиардеров «Он как Саудовская Аравия, только человек»: новый сезон «Наследников», семейной саги о бедных детях миллиардеров

«Наследники» — прекрасный драматический сериал с обидно низкими рейтингами

Forbes
Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав

Мы выяснили, в каких случаях лучше все-таки позвонить в полицию при ДТП

РБК
Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится

Надеяться на повторение хрущевской оттепели в наше время не стоит

СНОБ
«Мы перестаем учить толпу» «Мы перестаем учить толпу»

Александр Ларьяновский — о вызовах, стоящих перед индустрией образования

РБК
Как правильно пить с начальником? 5 главных заповедей, и тебя точно не уволят Как правильно пить с начальником? 5 главных заповедей, и тебя точно не уволят

Выпить в компании босса может быть честью, но это весьма коварная ситуация

Playboy
Обзор и тест умного браслета Honor Band 5: практичный и недорогой Обзор и тест умного браслета Honor Band 5: практичный и недорогой

Совсем недавно в России официально появился новый браслет Honor Band 5

CHIP
Что не так с образом Брюса Ли в Что не так с образом Брюса Ли в

Почему сцена драки Брюса Ли с героем Брэда Питта разозлила поклонников Ли

Esquire
Плохие новости из Вашингтона: твит Трампа и новые санкции напугали инвесторов Плохие новости из Вашингтона: твит Трампа и новые санкции напугали инвесторов

Фондовые индексы США и России упали, о панической распродаже говорить пока рано

Forbes
Путин ехал без шлема. Юрист объяснил, почему так можно Путин ехал без шлема. Юрист объяснил, почему так можно

Почему президенту РФ не выпишут штраф за поездку на мотоцикле без шлема

РБК
Открыть в приложении