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

Еще три вкусных продукта, которые помогут сжечь лишний жир Еще три вкусных продукта, которые помогут сжечь лишний жир

Здоровая и вкусная пища, которая способствует избавлению от лишнего веса

Популярная механика
История одной фотографии: катапультирование пилота истребителя, сентябрь 1962 года История одной фотографии: катапультирование пилота истребителя, сентябрь 1962 года

Парашют не раскрылся, но пилот — спойлер! — все равно выжил

Maxim
Нейросети дадут роботам трехмерное зрение Нейросети дадут роботам трехмерное зрение

Процесс обучения выходит (или вылетает) на улицу вместе с роботом

TechInsider
«Я не за Путина, я за любовь»: как малый бизнес в центре Москвы переживает уличные протесты «Я не за Путина, я за любовь»: как малый бизнес в центре Москвы переживает уличные протесты

Forbes пообщался с малым бизнесом, оказавшимся в эпицентре протеста

Forbes
Человеческое, слишком человеческое. Как жить в эпоху ИИ Человеческое, слишком человеческое. Как жить в эпоху ИИ

Вот далеко не полный список очень человеческих умений и способностей

Reminder
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик

Остров Мозамбик — живое воплощение господства Португалии в регионе

4x4 Club
Младшая сестра Младшая сестра

Примета времени: чтобы всем понравиться, больше не надо быть идеальной

Glamour
Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться

Традиционный семейный уклад уже не так популярен

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
«Спектр-РГ» «Спектр-РГ»

Обсерватория для нового обзора неба

Наука и жизнь
Благоденствие Благоденствие

Вопрос эксперту

Yoga Journal
Полное погружение Полное погружение

Как иммерсивное обучение приходит в компании и школы

РБК
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

Извиняясь, мы чувствуем себя неловко, но вместе с тем испытываем облегчение

Psychologies
На зависть Кардашьян: как сделать суперсексульное белфи На зависть Кардашьян: как сделать суперсексульное белфи

Крутым селфи сегодня никого не удивишь. А как насчет белфи?

Cosmopolitan
Что делать на Ибице Что делать на Ибице

Где жить, что есть и с кем танцевать на самом модном курорте Европы

Cosmopolitan
Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится

Надеяться на повторение хрущевской оттепели в наше время не стоит

СНОБ
Правила жизни Сида Вишеса Правила жизни Сида Вишеса

Музыкант, басист Sex Pistols, умер 2 февраля 1979 года, в возрасте 21 года

Esquire
Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах

В барах и кафе Москвы 1 сентября пройдет фестиваль «Удивительные вещи»

Forbes
«Когда б я был царь», или всё началось с зайца «Когда б я был царь», или всё началось с зайца

Продолжаем разговор о литературном жанре альтернативной истории

Наука и жизнь
Korovka from Korenovka. Как любимое мороженное Путина, произведенное под Краснодаром, оказалось на прилавках в США Korovka from Korenovka. Как любимое мороженное Путина, произведенное под Краснодаром, оказалось на прилавках в США

Почему продукция Кореновского молочно-консервного комбината нравится Путину

СНОБ
Управляемое плавание: от чего зависит курс рубля и стоит ли ждать его обвала Управляемое плавание: от чего зависит курс рубля и стоит ли ждать его обвала

Какие факторы влияют на курс рубля

Forbes
Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры

Как на общее впечатление и восприятие окружающих влияет наш голос

Forbes
Бесстрашная, яркая, ироничная: памяти Аллы Вербер Бесстрашная, яркая, ироничная: памяти Аллы Вербер

Алла Вербер, вице-президент Mercury, фэшн-директор ЦУМа, скончалась 6 августа

РБК
Корейская волна: как музыканты из Южной Кореи зарабатывают $57 млн в год на песнях о депрессии и подростковых комплексах Корейская волна: как музыканты из Южной Кореи зарабатывают $57 млн в год на песнях о депрессии и подростковых комплексах

Налоги южнокорейской группы BTS приносят весомый вклад в экономику страны

Forbes
10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе 10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе

Сколько зарабатывают на рекламе Федерер, Роналду и Месси?

Forbes
8 смартфонов для школьников до 10 000 рублей 8 смартфонов для школьников до 10 000 рублей

Недорогие смартфоны, которые станут хорошим выбором для школьников

CHIP
Процветание и благодарность Процветание и благодарность

Интервью с Амандип Сингхом, учителем кундалини и гималайской йоги

Yoga Journal
Так ли выгоден многотарифный счетчик в Москве и области: считаем деньги Так ли выгоден многотарифный счетчик в Москве и области: считаем деньги

Может, есть смысл остаться на обычном однотарифном счетчике?

CHIP
Золотые детки Золотые детки

«СтарХит» узнал, как шикуют сын Рудковской и дочь Тимати

StarHit
Глава направления аксессуаров Bvlgari — о дизайне сумок и украшений Глава направления аксессуаров Bvlgari — о дизайне сумок и украшений

Мирейя Лопес Монтойя рассказала, сколько сумок нужно женщине для счастья

РБК
Открыть в приложении