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

Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда

Отрывок из книги ​«Семь с половиной уроков о мозге» ​

Популярная механика
В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания

В Москве 3 августа прошла очередная несанкционированная акция

Esquire
Занятия творчеством улучшают внимательность и память студентов Занятия творчеством улучшают внимательность и память студентов

Уделять время искусству может быть так же важно, как готовиться к экзаменам

ТехИнсайдер
Не заряжается аккумулятор ноутбука: что делать? Не заряжается аккумулятор ноутбука: что делать?

Проверьте несколько пунктов прежде, чем нести устройство в сервисный центр

CHIP
Пять языков любви Пять языков любви

Секрет прочных отношений

kiozk originals
Как обучать сотрудников, чтобы их компетенции помогали бизнесу Как обучать сотрудников, чтобы их компетенции помогали бизнесу

Стоит ли вообще обучать сотрудников?

СНОБ
«Восточного» коварство «Восточного» коварство

Как американский бизнесмен Майкл Калви оказался за решеткой

Forbes
Альпийский флагман Европы Альпийский флагман Европы

Швейцарская экономика продолжает расти, несмотря на глобальные риски

РБК
Новым машинам запретили парковаться. Что произошло? Новым машинам запретили парковаться. Что произошло?

Новые машины без номеров эвакуируют со всех московских улиц

РБК
Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так) Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так)

Храбро, красиво и очень трогательно

Playboy
Робочоп Робочоп

Россию можно назвать мировой столицей частных охранных предприятий

Популярная механика
Объемное предложение Объемное предложение

Cappasity помогает luxury-брендам сканировать товары в 3D для интернет-магазинов

Forbes
Между пустыней и морем Между пустыней и морем

Привет, Тунис!

Добрые советы
Одна вокруг света. Как разговаривать с африканскими полицейскими Одна вокруг света. Как разговаривать с африканскими полицейскими

41-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Осенний марафон: 8 важных изменений в жизни водителей Осенний марафон: 8 важных изменений в жизни водителей

Важные законопроекты, которые депутаты собираются рассмотреть осенью этого года

РБК
Все умрут, а я останусь: как пережить кризис среднего возраста и не устареть Все умрут, а я останусь: как пережить кризис среднего возраста и не устареть

Алексей Улановский о способах переизобрести себя, если ваша профессия не нужна

Forbes
Агрессивный «Тинькофф»: банк выдал рекордный объем кредитов Агрессивный «Тинькофф»: банк выдал рекордный объем кредитов

Кредитный портфель «Тинькофф» вырос почти на 100 млрд рублей

Forbes
«Думать об антитрендах и трендах вредно»: Илья Тютенков — о баре Leveldva «Думать об антитрендах и трендах вредно»: Илья Тютенков — о баре Leveldva

Ресторатор Илья Тютенков о своем баре, вечеринках и музыкальных предпочтениях

РБК
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
7 причин, почему ты не становишься сильнее, хотя регулярно ходишь в качалку 7 причин, почему ты не становишься сильнее, хотя регулярно ходишь в качалку

Стараешься, стараешься, а результата нет? Значит, что-то не так

Playboy
Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете

Всем любителям кофе посвящается

Playboy
«Репост»: контрольная для родителей «Репост»: контрольная для родителей

«Репост» — фильм от HBO о современных проблемах тинейджеров

Psychologies
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик

Остров Мозамбик — живое воплощение господства Португалии в регионе

4x4 Club
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
Удар по точкам Удар по точкам

Расширенные поры доставляют немало хлопот и портят настроение

StarHit
Каким должно быть налогообложение криптовалюты Каким должно быть налогообложение криптовалюты

Как решить вопрос налогообложения криптовалюты?

Forbes
Париж, Нью-Йорк, Берлин, Москва, я люблю тебя: 12 лучших киноальманахов о городах Париж, Нью-Йорк, Берлин, Москва, я люблю тебя: 12 лучших киноальманахов о городах

После 2006-го альманахи о любви в мегаполисах и любви к ним обрели новый импульс

Forbes
Instagram вместо спортзала: как из декрета построить бизнес на 70 млн рублей Instagram вместо спортзала: как из декрета построить бизнес на 70 млн рублей

Уйдя в декрет, Анастасия Чирченко превратила свой Instagram в фитнес-блог

Forbes
7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня 7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня

Ты в курсе, что мозг, как и мышцы, требует постоянной тренировки

Playboy
Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло

Приложения для знакомств — да или нет

Psychologies
Открыть в приложении