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

Физики напечатали порцию Физики напечатали порцию

Ученые разработали идеальную по вкусу кусочек шоколада

Популярная механика
Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки

Путь семьи Моубрей к успеху в производстве игрушек был тернистым

Forbes
У берегов Австралии впервые встретили дельфина с белыми пятнами и пестринами У берегов Австралии впервые встретили дельфина с белыми пятнами и пестринами

Зоологи встретили обыкновенную афалину с частичной потерей пигментации

N+1
Французский стиль Французский стиль

Самостоятельные дети — свободные и счастливые родители: так считают французы

Вокруг света
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Фантазия за $100 млн: как создатель Cirque du Soleil ушел из культового цирка и придумал новое уникальное шоу Фантазия за $100 млн: как создатель Cirque du Soleil ушел из культового цирка и придумал новое уникальное шоу

Создатель Cirque du Soleil, сочетает в себе творческий талант и бизнес-чутье

Forbes
Зачем идти на биеннале современного искусства в музее Уитни в Нью-Йорке Зачем идти на биеннале современного искусства в музее Уитни в Нью-Йорке

До 22 сентября в музее Уитни проходит биеннале современного искусства

РБК
Штурм «Зоны 51»: более 800 тысяч человек собираются проникнуть на военную базу в Неваде и увидеть пришельцев Штурм «Зоны 51»: более 800 тысяч человек собираются проникнуть на военную базу в Неваде и увидеть пришельцев

В соцсетях появилось много мемов на эту тему

Esquire
Тофу от поп-музыки или король? Почему Эд Ширан победил шоу-бизнес Тофу от поп-музыки или король? Почему Эд Ширан победил шоу-бизнес

19 июля Эд Ширан даст первый сольный концерт в России на «Открытии Арена»

РБК
Картина маслом Картина маслом

Наталья Маслова полностью изменила облик квартиры на Таганке

AD
8 секретов крепкой пары 8 секретов крепкой пары

Рекомендации, которые помогут сберечь и отладить механизм взаимоотношений

Psychologies
Disney выбрал темнокожую актрису на роль Ариэль в киноверсии «Русалочки». Компанию обвинили в расизме Disney выбрал темнокожую актрису на роль Ариэль в киноверсии «Русалочки». Компанию обвинили в расизме

Часть поклонников считает, что нельзя менять оригинальный образ героини Ариэль

Esquire
Кто такая Винка Петерсен и что особенного в ее фотографиях Кто такая Винка Петерсен и что особенного в ее фотографиях

Рассказываем о бывшей модели, чьи снимки сегодня выставляются в галерее Saatchi

Vogue
Часы Часы

Зал славы высокого часового искусства в 2019 году пополнили пять образцов

Robb Report
«Мне с тобой скучно»: как пережить период плато «Мне с тобой скучно»: как пережить период плато

В начале романа нам кажется, что безоблачное счастье будет длиться вечно

Psychologies
7 главных фильмов Рутгера Хауера 7 главных фильмов Рутгера Хауера

В июле скончался человек, олицетворяющий Нидерланды больше, чем кто либо еще

Maxim
Рукотворный кризис. Что пошло не так с московскими выборами? Рукотворный кризис. Что пошло не так с московскими выборами?

История с московскими выборами

Forbes
«Компаниями управляют нарциссы, в отношениях царит двуличие»: почему бизнес-литература не применима к реальной жизни «Компаниями управляют нарциссы, в отношениях царит двуличие»: почему бизнес-литература не применима к реальной жизни

Почему невозможно научиться управлять бизнесом, даже читая множество бизнес-книг

Forbes
Каким получилось продолжение «Тьмы» (спойлер: очень страшным) Каким получилось продолжение «Тьмы» (спойлер: очень страшным)

Netflix представили один из самых гениальных сериалов в мире

GQ
Минус 12 кг, сокамерник-переводчик: Bloomberg узнал условия содержания француза из Baring Vostok в СИЗО Минус 12 кг, сокамерник-переводчик: Bloomberg узнал условия содержания француза из Baring Vostok в СИЗО

Менеджер Baring Vostok Филипп Дельпаль остается под арестом

Forbes
Синий экран смерти: что делать если он появляется часто Синий экран смерти: что делать если он появляется часто

Одним из самых неприятных сюрпризов для пользователей является синий экран

CHIP
Как Zenith создали самый культовый механизм XX века Как Zenith создали самый культовый механизм XX века

Какую модель Zenith представят на благотворительном аукционе Only Watch

GQ
5 мифов об экологии, в которые давно пора перестать верить 5 мифов об экологии, в которые давно пора перестать верить

В мире набирает популярность экологическое движение за разумное потребление

РБК
Красота по-азиатски: как корейский бизнесмен зарабатывает миллиарды на тканевых масках для лица Красота по-азиатски: как корейский бизнесмен зарабатывает миллиарды на тканевых масках для лица

Миллиардер Ким Чон Ун одним из первых заметил моду на корейскую косметику

Forbes
Уволен руководитель спецотряда ФСБ «Альфа» Уволен руководитель спецотряда ФСБ «Альфа»

Валерий Канакин был уволен с должности «некоторое время назад»

Forbes
Почему магазины на диване все еще существуют и приносят сумасшедшую прибыль? Почему магазины на диване все еще существуют и приносят сумасшедшую прибыль?

GQ разобрался, почему люди по-прежнему верят в магию чудо-швабр

GQ
Пять самых страшных сериалов на Netflix Пять самых страшных сериалов на Netflix

Страшные сериалы, которые стоит смотреть дома под одеялом

Vogue
«Билеты — валюта дороже денег». Как бесплатные «вписки» влияют на индустрию развлечений «Билеты — валюта дороже денег». Как бесплатные «вписки» влияют на индустрию развлечений

Множество людей в России ходят на концерты, фестивали и вечеринки бесплатно

Forbes
«Я никогда не сдаюсь». Как девочке из портового города удалось обойти Серену Уильямс и выиграть Уимблдон «Я никогда не сдаюсь». Как девочке из портового города удалось обойти Серену Уильямс и выиграть Уимблдон

Завершился 133-й Уимблдонский турнир, победу одержала румынка Симона Халеп

Forbes
Вырастить Марию Кюри. Как заинтересовать девочек точными науками Вырастить Марию Кюри. Как заинтересовать девочек точными науками

Среди ученых и исследователей женщин заметно меньше, чем мужчин

Forbes
Открыть в приложении