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

Вот о чем может рассказать цвет ваших ногтей: за ним нужно следить очень внимательно Вот о чем может рассказать цвет ваших ногтей: за ним нужно следить очень внимательно

Иногда цвет ногтей может говорить о наличии серьезных патологий

Популярная механика
Зеленая лихорадка Зеленая лихорадка

Миллиардером инвестбанкира Бориса Йордана сделали не рынки капиталов, а каннабис

Forbes
Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком

Микро- и нанопоастик переходит из пластикосодержащей упаковки в еду и напитки

N+1
Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших

Какую станцию купить: глубинную или поверхностную, с эжектором или без него

CHIP
5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов 5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов

Какие «суперспособности» станут реальностью уже к 2030 году — и какой ценой?

Maxim
Девушка без комплексов. Как Эми Шумер стала единственной женщиной-комиком в списке Forbes Девушка без комплексов. Как Эми Шумер стала единственной женщиной-комиком в списке Forbes

Эми Шумер не боится шутить про секс и зарабатывает $21 млн в год

Forbes
Квентин Тарантино: «Мне пора уходить» Квентин Тарантино: «Мне пора уходить»

Квентин Тарантино о том, почему он уходит из кино и чем будет теперь заниматься

Cosmopolitan
«Собака — питомец или ребенок?» «Собака — питомец или ребенок?»

Собаки действительно становятся полноправными членами семей

Psychologies
Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ

Почему Артемий Панарин теперь будет зарабатывать больше Александра Овечкина

Forbes
Вот это бюст! Вот это бюст!

Как ухаживать за зоной декольте в домашних условиях?

Лиза
10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь 10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь

Рассказываем об интересных функциях Viber

CHIP
Как Киану Ривз снова стал одной из главных звезд Голливуда Как Киану Ривз снова стал одной из главных звезд Голливуда

Как Киану Ривз, чуть не провалившись в пучину забвения, с триумфом вернулся

Esquire
По одежке встречают По одежке встречают

Александру Рогову не хватало места для одежды, и он купил новую квартиру

AD
Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858» Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858»

У Заима Камаля, креативного директора Montblanc, непростая задача

РБК
Заповедник священных чудовищ. Дмитрий Быков о том, как русская культура стала заложницей властной иерархии Заповедник священных чудовищ. Дмитрий Быков о том, как русская культура стала заложницей властной иерархии

Писатель Дмитрий Быков рассуждает о патерналистском характере

Forbes
7 туристических активностей, которые помогут лучше понять незнакомый город 7 туристических активностей, которые помогут лучше понять незнакомый город

Когда не знаешь, чем заняться в путешествии, прислушайся к нашим советам

Playboy
«Я тебя ненавижу»: голос, который всегда со мной «Я тебя ненавижу»: голос, который всегда со мной

Ненависть к себе затягивает все хорошее, что жизнь способна нам предложить

Psychologies
Полный крах: 7 знаменитостей, которые все потеряли Полный крах: 7 знаменитостей, которые все потеряли

Что доводит артистов до банкротства и кто из них преодолел финансовый кризис

РБК
“Компания без офисных битв – неживая система” “Компания без офисных битв – неживая система”

Офис не место для баталий? Как бы не так!

Psychologies
Как обучать сотрудников, чтобы их компетенции помогали бизнесу Как обучать сотрудников, чтобы их компетенции помогали бизнесу

Стоит ли вообще обучать сотрудников?

СНОБ
Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований

В числе первых, кто взялся за серьезные темы, была журналистка Нелли Блай

Esquire
«Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России «Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России

Наталья Галян возглавляет российское подразделение Intel три года

Forbes
Вы неправильно храните все продукты: 10 ошибок хранения и как их исправить Вы неправильно храните все продукты: 10 ошибок хранения и как их исправить

Основные правила хранения продуктов

Playboy
Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы

5 лет назад лотереи стали государственными — число участников постоянно растет

РБК
Уже не #ВтораяПослеПутина: сколько зарабатывают в Instagram Ольга Бузова, Настя Ивлеева и другие звезды Уже не #ВтораяПослеПутина: сколько зарабатывают в Instagram Ольга Бузова, Настя Ивлеева и другие звезды

Кто помогает звездам набирать и монетизировать популярность в социальной сети?

Forbes
Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома

Какие типы генераторов существуют, и как подобрать подходящую модель?

CHIP
Хрупкий возраст Хрупкий возраст

Подростковый период – то еще испытание для отношений между детьми и родителями

Psychologies
Зачетный город Зачетный город

Говорят, что каждый восьмой житель Болоньи учится в университете

Вокруг света
Генетическая память Генетическая память

Раскопать корни своего родословного дерева теперь легко и просто

Собака.ru
Волевая модель Волевая модель

После расставания с Брэдли Купером Ирина Шейк явно не унывает

Grazia
Открыть в приложении