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

5 увлекательных книг об истории России 5 увлекательных книг об истории России

Подборка книг, авторы которых расскажут о возникновении и становлении России

Популярная механика
Семья экс-короля Малайзии после развода с россиянкой подобрала ему новую невесту Семья экс-короля Малайзии после развода с россиянкой подобрала ему новую невесту

Причины загадочного расставания малазийского султана с российской моделью

Cosmopolitan
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Как отпустить старые отношения Как отпустить старые отношения

Что делать, если забыть бывшего не получается

Psychologies
«Это ведь не считается!»: 3 неочевидных признака эмоциональной неверности, которые опасно игнорировать «Это ведь не считается!»: 3 неочевидных признака эмоциональной неверности, которые опасно игнорировать

Как понять, что вы вот-вот измените, пусть и не в стандартном понимании?

Psychologies
Миллиардеры в седле: кто из богатейших россиян увлекается конным спортом Миллиардеры в седле: кто из богатейших россиян увлекается конным спортом

Участники рейтинга Forbes и их близкие, увлеченные конным спортом

Forbes
Сердце не камень Сердце не камень

Дизайнер Арик Леви прославился скульптурами, воспевающими поэзию камня

AD
Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо

Легендарный эстет Андрей Дмитриев создал идеальную петербургскую квартиру

Собака.ru
Работа с зарплатой от £1 млн: кто будет управлять самой успешной футбольной лигой мира Работа с зарплатой от £1 млн: кто будет управлять самой успешной футбольной лигой мира

Почему Английская премьер-лига никак не может найти себе нового руководителя

Forbes
Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов

Девушка каждый день ходила в спортзал и свела рацион к 500 калориям

Cosmopolitan
Жизнь других. Почему общество не(достаточно) борется за сестер Хачатурян Жизнь других. Почему общество не(достаточно) борется за сестер Хачатурян

Почему мы все еще закрываем глаза на семейное насилие

Forbes
Занесите в протокол Занесите в протокол

Инстаграм-коучи по питанию взялись лечить нас биодобавками

Tatler
Как изменились клубы за 10 лет: что вместо гламура, «бухла» и съема на ночь? Как изменились клубы за 10 лет: что вместо гламура, «бухла» и съема на ночь?

Какая трансформация произошла с клубной жизнью за 10 лет

Playboy
Баскетболист, плейбой, либертарианец: 10 главных фактов о миллиардере Дэвиде Кохе Баскетболист, плейбой, либертарианец: 10 главных фактов о миллиардере Дэвиде Кохе

Каким был один из богатейших людей мира Дэвид Кох

Forbes
Зачем мы бегаем? Зачем мы бегаем?

Что заставляет людей изнурительно тренироваться?

Psychologies
Гузель Яхина — о Чулпан Хаматовой, сталинистах и любимых сериалах Гузель Яхина — о Чулпан Хаматовой, сталинистах и любимых сериалах

Интервью с автором романа «Зулейха открывает глаза» Гузель Яхиной

РБК
Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа

Рик Росс все еще на гребне волны

GQ
10 нелетающих птиц, доживших до наших дней 10 нелетающих птиц, доживших до наших дней

Для птиц полёт — тяжкий труд, от которого при случае можно отказаться

Популярная механика
Вторая жизнь Prisma: кто выкупил долю Mail.ru Group в известном фотоприложении Вторая жизнь Prisma: кто выкупил долю Mail.ru Group в известном фотоприложении

История приложения Prisma и планы развития сервиса

Forbes
Растерянная Россия Растерянная Россия

Первые результаты исследования идеальной России

Русский репортер
Орешкин предложил сэкономить на трассе Москва — Казань Орешкин предложил сэкономить на трассе Москва — Казань

Максим Орешкин предложил не строить новую трассу Москва — Казань

Forbes
«Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России «Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России

О том, как стендап в России становился профессией и сколько зарабатывают комики

Forbes
Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова

«Аэрофлот» и S7 сократят количество рейсов в новый аэропорт Саратова

Forbes
История про жадность: как «Человек-Паук» довел Sony и Disney до развода История про жадность: как «Человек-Паук» довел Sony и Disney до развода

Студии Disney и Sony ко всеобщему удивлению объявили о «разводе»

Forbes
«Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола «Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола

Самые известные голосовые помощники в мире имеют женские голоса и имена

Forbes
Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить? Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить?

Кабель,нагревательный мат или углеродные стержни – что выгоднее и экономичнее?

CHIP
Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России

Возникает вопрос о возможных угрозах со стороны Китая для России

СНОБ
Пакуем чемоданы: тренд сезона — Южная Корея. Путеводитель по интересным местам Пакуем чемоданы: тренд сезона — Южная Корея. Путеводитель по интересным местам

Пакуем чемодан и едем смотреть на Страну утренней свежести

Cosmopolitan
По одежке встречают По одежке встречают

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

AD
Паркуемся Паркуемся

В последние годы московские парки удивительно преобразились!

Лиза
Открыть в приложении