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

Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать

Основные правила первой помощи при ожогах

Популярная механика
Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели

Производство экокраски для мебели и мастер-классы по декору приносят ей прибыль

Forbes
Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку! Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку!

Какие последствия может иметь для здоровья наличие в мозге нанопластика?

ТехИнсайдер
Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно? Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно?

Как правильно соединить медный и алюминиевый провод?

CHIP
Как научиться довольствоваться тем, что есть, и перестать сравнивать свою жизнь с чужими Как научиться довольствоваться тем, что есть, и перестать сравнивать свою жизнь с чужими

Как перестать вечно гнаться за идеалом?

ТехИнсайдер
Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить

Прежде чем тянуться за солонкой, прочитай этот текст

Maxim
«Обаяние работает эффективнее красоты» «Обаяние работает эффективнее красоты»

На большие экраны вышел фильм «Анна» с Сашей Лусс в главной роли

Grazia
Фотобоуи Фотобоуи

Фотограф Дэнис О’Риган вспоминает дружбу с Дэвидом Боуи

Esquire
То, чего нельзя вообразить То, чего нельзя вообразить

Живем мы именно в пространстве и времени. Но что это значит на самом деле?

Наука и жизнь
Телесный низ Телесный низ

Чем бы вы ни занимались в жизни — вы продаете тело. Думаете, это не так?

GQ
Оказался он живой Оказался он живой

Поговорили о невероятной витальности, жизненной силе западной цивилизации

Seasons of life
6 образов Вуди Харрельсона, которые стоит повторить 6 образов Вуди Харрельсона, которые стоит повторить

Пришло время вспомнить, кто был одним из самых стильных мужчин в Голливуде

GQ
Очень страшное кино: за какие фильмы Цукерберг готов платить $25 млн Очень страшное кино: за какие фильмы Цукерберг готов платить $25 млн

Новое поколение по-прежнему любит страшные фильмы

Forbes
Подписная модель продаж: гарантия успеха или маркетинговый трюк? Подписная модель продаж: гарантия успеха или маркетинговый трюк?

Как заставить работать новую модель монетизации — подписку?

Forbes
Покорение Луны: как астронавтам удалось то, чего не смогла самая совершенная на тот момент техника Покорение Луны: как астронавтам удалось то, чего не смогла самая совершенная на тот момент техника

Почему в космической гонке 1960-х победить помогла не автоматика

Esquire
Почему не стоит заниматься отбеливанием зубов дома? Почему не стоит заниматься отбеливанием зубов дома?

Чем грозит здоровью зубов отбеливание домашними средствами

Cosmopolitan
Айлиш‑крим Айлиш‑крим

Вдохновляемся стилем поп-принцессы Билли Айлиш

Vogue
Лорд Фостер с берега Темзы Лорд Фостер с берега Темзы

Лондон, похоже, превращается в абсурдный стол для пикника

Караван историй
Коллекции высокого ювелирного искусства в Париже: что покупать Коллекции высокого ювелирного искусства в Париже: что покупать

Новинки Boucheron, Chaumet, Louis Vuitton, Dior, Piaget, De Beers и Mikimoto

РБК
Итальянки и парижанки, подвиньтесь: как одеваются жительницы Лондона Итальянки и парижанки, подвиньтесь: как одеваются жительницы Лондона

Рассказываем, как одеваются жительницы одной из модных столиц

Cosmopolitan
10 самых дорогих яхт в мире (одна украшена костями динозавров и метеоритами) 10 самых дорогих яхт в мире (одна украшена костями динозавров и метеоритами)

Ты готов узнать, как выглядит самая дорогая яхта в мире

Playboy
Ломая правила дизайна Ломая правила дизайна

Интервью с дизайнером LADA Стивом Маттином

4x4 Club
Вы узнали, что подруге изменяет муж. Говорить ли ей об этом? Вы узнали, что подруге изменяет муж. Говорить ли ей об этом?

Рассказывать ли подруге об измене ее мужа или лучше промолчать

Psychologies
Марка, за которой стоит следить: авангард от грузинского бренда Situationist Марка, за которой стоит следить: авангард от грузинского бренда Situationist

Ираклий Русадзе теперь создает бодрую гендерно-нейтральную одежду

Esquire
Как тренируется Жизель Бюндхен Как тренируется Жизель Бюндхен

Супермодель Жизель Бюндхен рассказала, что для нее значит спорт

Vogue
Тест фитнес-браслета Smarterra FitMaster Pulsar: больше, чем спорт Тест фитнес-браслета Smarterra FitMaster Pulsar: больше, чем спорт

Мы протестировали фитнес-браслет FitMaster Pulsar

CHIP
«Все под колпаком»: журналисты описали схему «крышевания» банкиров сотрудниками ФСБ «Все под колпаком»: журналисты описали схему «крышевания» банкиров сотрудниками ФСБ

Силовики из ФСБ получали до 0,2% от средств, обналичиваемых «крышуемыми» банками

Forbes
Станет ли инстаграм без лайков более «здоровым» Станет ли инстаграм без лайков более «здоровым»

Руководство инстаграма намеревается спрятать количество лайков от пользователей

Vogue
4 причины, почему отпуск превращается в больничный 4 причины, почему отпуск превращается в больничный

Как обидно, когда, не успев начаться, наш отдых прерывается болезнью

Psychologies
Личность, скрывающаяся за монстром. Эксклюзивное интервью создателя Ганнибала Лектера Личность, скрывающаяся за монстром. Эксклюзивное интервью создателя Ганнибала Лектера

Автор «Молчания ягнят» Томас Харрис не давал развернутых интервью с 1970-х

Forbes
Открыть в приложении