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 книг, которые помогут достичь успеха в выбранной нише 5 книг, которые помогут достичь успеха в выбранной нише

Книги, которые запросто справятся с ролью инструктора по достижению успеха

Популярная механика
Как выходец из Тамбова зарабатывает сотни тысяч евро в год на элитных шале в Альпах Как выходец из Тамбова зарабатывает сотни тысяч евро в год на элитных шале в Альпах

Мечта привела разработчика Александра Потапова во французскую деревню Шамони

Forbes
«Человек-дракон» оказался денисовцем «Человек-дракон» оказался денисовцем

Денисовцы — один из самых из загадочных видов или подвидов древних людей...

N+1
Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров

Истории бизнесменов и топ-менеджеров о личном росте

Forbes
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи» Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи»

Праправнучка архитектора Леонтия Бенуа живет в его квартире и открыла там музей

Собака.ru
Большая разница: может ли коучинг заменить психотерапию? Большая разница: может ли коучинг заменить психотерапию?

Коучи напоминают волшебников из сказок

Psychologies
Тест жесткого диска Seagate 16TB IronWolf: суперскоростной тяжеловес Тест жесткого диска Seagate 16TB IronWolf: суперскоростной тяжеловес

HDD Seagate 16TB IronWolf оснащен новой скоростной технологией записи

CHIP
Обманщики поневоле Обманщики поневоле

В некоторых ситуациях мы предпочитаем не говорить ребенку правду, а соврать

Лиза
Где купить украшения для мужчины: 12 модных брендов Где купить украшения для мужчины: 12 модных брендов

12 марок, создающих мужские украшения — от минималистичных до массивных

Esquire
Начало света Начало света

Проект студии MK-Interio по-новому раскрывает популярный тезис о Петербурге

SALON-Interior
6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов 6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов

Самые важные законопроекты для автомобилистов, которые приняла Госдума

РБК
Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта

Какие театры из тех, что в федеральном подчинении, получают больше субсидий?

Forbes
Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть

Политики и депутаты иногда бывают удивительно честными

Maxim
Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная

Будущее уже наступило, а мы этого даже не заметили

Esquire
Что умеют Что умеют

Полимерная революция началась в 40-х годах XX века

Популярная механика
Что известно о новой «Миссис Россия – 2019», которую затравили в Сети Что известно о новой «Миссис Россия – 2019», которую затравили в Сети

Всё, что на данный момент известно о Екатерине Нишановой

Cosmopolitan
Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей

Дмитрий Октябрьский рассказывает о самых дорогих автомобилях своей коллекции

Forbes
Скромное обаяние Скромное обаяние

Новое поколение золотой молодежи инвестирует в свое образование

Собака.ru
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
Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD

Canon EOS 250D является первой моделью производителя в данном классе

CHIP
«Самая дорогая штука на земле — время». Правила потребления основателя YouDo Дениса Кутергина «Самая дорогая штука на земле — время». Правила потребления основателя YouDo Дениса Кутергина

Основатель сервиса YouDo Денис Кутергин о том, как стал продавцом времени

Forbes
Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе

Идрис Эльба становится для российских школьников примером для подражания

GQ
Великие сказочники Великие сказочники

Зачем мужчины сочиняют о себе легенды, и почему некоторые женщины на них ведутся

Лиза
Круизы, достойные миллиардеров. Куда плавали яхты богатейших россиян этим летом Круизы, достойные миллиардеров. Куда плавали яхты богатейших россиян этим летом

В каких портах бросали якорь самые дорогие яхты

Forbes
Обзор игры Beyond: Two Souls: теперь и на ПК Обзор игры Beyond: Two Souls: теперь и на ПК

Знакомые герои и новая графика - рассказываем о своих впечатления об игре

CHIP
Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?» Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?»

Отрывок из книги «Эмоциональный интеллект лидера» профессора ВШЭ Леонида Кроля

Forbes
Дорога перемен. Как 20-летняя гонщица запустила программу наставничества для женщин Дорога перемен. Как 20-летняя гонщица запустила программу наставничества для женщин

Аврора Страус верит, что наставничество поможет изменить многие мужские сферы

Forbes
5 важных книг о том, что такое мозг 5 важных книг о том, что такое мозг

Подборка из пяти книг о том, как устроен загадочный орган под названием мозг

Популярная механика
Alfa Future People объявил новых участников техно-сцены Alfa Future People объявил новых участников техно-сцены

Анонсировано пополнение в насыщенном лайнапе техно-сцены Miller Future Music

Cosmopolitan
Открыть в приложении