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

Как правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов Как правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов

При многообразии видов отдыха есть универсальная вещь, которая пригодится везде

Популярная механика
Новая нефть: как стать миллиардером на обработке данных Новая нефть: как стать миллиардером на обработке данных

Если данные — это новая нефть, то Alteryx — нефтепровод

Forbes
Биологи прочитали геном вымерших японских морских львов Биологи прочитали геном вымерших японских морских львов

Генетики проанализировали ДНК вымерших японских морских львов

N+1
Чернобыльское досье КГБ Чернобыльское досье КГБ

Украинская власть за последние годы рассекретила огромный массив документов КГБ

Дилетант
Исцеляющая сила секса. Что можно вылечить оргазмом Исцеляющая сила секса. Что можно вылечить оргазмом

Какое отношение сексуальное удовлетворение может иметь к терапии души?

СНОБ
Правильная прожарка: как стейки и турецкие кебабы стали трендом этого лета Правильная прожарка: как стейки и турецкие кебабы стали трендом этого лета

В Москве подряд открылось несколько достойных мясных заведений

Forbes
Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы

Поддерживать стоит только тех друзей, которые извлекают уроки из случившегося

Psychologies
Наталья Сиднеева: пример для подражания Наталья Сиднеева: пример для подражания

Наталья Синдеева о пути от секретаря до одного из главных медиаменеджеров страны

Cosmopolitan
Навальный нашел у семьи первого вице-мэра имущество на 6,5 млрд рублей Навальный нашел у семьи первого вице-мэра имущество на 6,5 млрд рублей

Семье первого вице-мэра Москвы принадлежит имущество на 6,5 млрд рублей

Forbes
Какую музыку слушает Esquire: плей-лист недели от Дмитрия Болдина, креативного продюсера Какую музыку слушает Esquire: плей-лист недели от Дмитрия Болдина, креативного продюсера

Креативный продюсер Дмитрий Болдин составил топ своих любимых клипов

Esquire
«Репост»: контрольная для родителей «Репост»: контрольная для родителей

«Репост» — фильм от HBO о современных проблемах тинейджеров

Psychologies
Крошечные стражи подземных галактик Крошечные стражи подземных галактик

Корневые системы растений занимают в почве огромные пространства

Наука и жизнь
От Белки и Стрелки до водяных медведей: какие твари побывали в космосе От Белки и Стрелки до водяных медведей: какие твари побывали в космосе

«Популярная механика» вспоминает животных, героев космической гонки

Популярная механика
Цветок жизни Цветок жизни

Экстракт розы остается одним из фаворитов среди уходовых средств вот уже сто лет

Vogue
13 занимательных графиков о современном мире 13 занимательных графиков о современном мире

Смотри, какими замечательными бывают графики

Maxim
Как устроена индустрия мемов и можно ли на них заработать Как устроена индустрия мемов и можно ли на них заработать

Кто и как создает мемы и зарабатывает на них в реалиях сегодняшнего дня

РБК
Как выбрать электросамокат взрослому: советы, характеристики, цены Как выбрать электросамокат взрослому: советы, характеристики, цены

Как выбрать лучший электросамокат для взрослого

CHIP
Идеальный муж. Как Константин Богомолов из театральных режиссеров стал героем светской хроники Идеальный муж. Как Константин Богомолов из театральных режиссеров стал героем светской хроники

Вспоминаем главные вехи в творческом и светском пути Константина Богомолова

Forbes
17 собак-метисов от родителей разных пород (какие же они красавцы) 17 собак-метисов от родителей разных пород (какие же они красавцы)

Глаз не оторвать от этих питомцев

Playboy
Каким должно быть налогообложение криптовалюты Каким должно быть налогообложение криптовалюты

Как решить вопрос налогообложения криптовалюты?

Forbes
Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров

О чем мечтают самые богатые бизнесмены и общественные деятели

РБК
Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет

Наиболее правдоподобный сценарий роста для России — это латиноамериканский

Forbes
Сокровища Урарту Сокровища Урарту

Четыре сокровища древнего Урарту

Вокруг света
Агрессивный «Тинькофф»: банк выдал рекордный объем кредитов Агрессивный «Тинькофф»: банк выдал рекордный объем кредитов

Кредитный портфель «Тинькофф» вырос почти на 100 млрд рублей

Forbes
6 недооцененных комедийных сериалов, которые дадут фору даже «Друзьям» 6 недооцененных комедийных сериалов, которые дадут фору даже «Друзьям»

Смешные, классные и заслуживающие твоего внимания сериалы

Playboy
Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год

История новосибирского бренда «Дядя Дёнер» началась с убыточной шаурменной

Forbes
Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого

Кто из звезд так и не отучился от дурной привычки — читай в нашей статье

Cosmopolitan
Непослушные родители: почему в России так легко изъять детей из семьи Непослушные родители: почему в России так легко изъять детей из семьи

Как в целом обстоят дела с лишением родительских прав в России

Forbes
«Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России «Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России

Наталья Галян возглавляет российское подразделение Intel три года

Forbes
Священный верблюд инков Священный верблюд инков

Ламы и их родственники снабжают жителей Перу едой, одеждой и транспортом

Вокруг света
Открыть в приложении