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

Конаковская ГРЭС: титан советской энергетики Конаковская ГРЭС: титан советской энергетики

Конаковская ГРЭС издали выглядит как большой трехмачтовый корабль

Популярная механика
Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так) Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так)

Храбро, красиво и очень трогательно

Playboy
Ледник в Антарктиде «ворует» лед у своего соседа Ледник в Антарктиде «ворует» лед у своего соседа

Ученые обнаружили, что один из ледников Антарктиды ворует лед у своего соседа

ТехИнсайдер
Ирина Старшенбаум: «Пора перестать заставлять детей читать Достоевского» Ирина Старшенбаум: «Пора перестать заставлять детей читать Достоевского»

22 августа на онлайн-платформе ТНТ-Premier выходит сериал «Учителя»

Grazia
Как Пеппи Длинныйчулок стала символом свободы и изменила жизни миллионов девочек Как Пеппи Длинныйчулок стала символом свободы и изменила жизни миллионов девочек

Как Астрид Линдгрен стала борцом за права детей и причем тут Пеппи Длинныйчулок?

Forbes
Электрический или бензиновый: сравниваем надежность техники и инструментов Электрический или бензиновый: сравниваем надежность техники и инструментов

Какой инструмент более капризен в работе: бензиновый или электрический

CHIP
Moody's увидело в новых санкциях угрозу для выполнения майского указа Путина Moody's увидело в новых санкциях угрозу для выполнения майского указа Путина

Новые санкции помешают разогнать российскую экономику

Forbes
«Мы намертво стоим, чтобы нам не увеличили план по доходам». Как зарабатывает театр имени Вахтангова «Мы намертво стоим, чтобы нам не увеличили план по доходам». Как зарабатывает театр имени Вахтангова

Как театры получают субсидии и кто определяет цены на билеты

Forbes
Смотри, читай, люби Смотри, читай, люби

Glamour выясняет, какими станут кино, театр и литература лет через 15

Glamour
60 машин особого назначения 60 машин особого назначения

Многие из этих машин вы не увидите никогда в жизни

Популярная механика
Как в 56 лет написать первый роман и за две недели заработать $1,5 млн Как в 56 лет написать первый роман и за две недели заработать $1,5 млн

Писатель Грэм Симсион о том, как в 56 лет написать первый роман

Forbes
Это интимно Это интимно

Откровенный разговор с опытным гинекологом

Лиза
Бьюти-секреты Ирины Шейк, которые не работают Бьюти-секреты Ирины Шейк, которые не работают

Самые спорные бьюти-секреты Ирины Шейк

Cosmopolitan
Все что нам надо Все что нам надо

Наш обзор вполне достижимых свершений заставит вас вспомнить о радости жизни

Playboy
«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
Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя

Она доказала, что в ее венах течет кровь великого хана Монгольской империи

Cosmopolitan
Многогранные таланты Многогранные таланты

Прошлый век оказался весьма щедрым на гениальные умы

Популярная механика
В Кремниевой долине появилась компания-«единорог» с равной оплатой труда мужчин и женщин В Кремниевой долине появилась компания-«единорог» с равной оплатой труда мужчин и женщин

Внутренний аудит сервиса Lyft за 2019 год показал удивительные результаты

Forbes
С возрастом мы становимся интровертами? С возрастом мы становимся интровертами?

Почему вам все чаще хочется провести вечер тихо и спокойно

Psychologies
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
Дни 100-летия Баухауса пройдут в «Авиапарке» с 11 по 24 августа Дни 100-летия Баухауса пройдут в «Авиапарке» с 11 по 24 августа

Программа Дней 100-летия Баухауса в «Авиапарке»

Cosmopolitan
И нервы как канат И нервы как канат

Пять серьезных вызовов, с которыми сталкивается наша психика в XXI веке

Glamour
Сокровища Урарту Сокровища Урарту

Четыре сокровища древнего Урарту

Вокруг света
Полный гид по Голливуду 1960-х Полный гид по Голливуду 1960-х

Гид по кинематографу Америки 1960-х и событиям, которые повлияли на Тарантино

Esquire
Щедрая реструктуризация Украины: как заработать на непостоянстве экономического роста страны Щедрая реструктуризация Украины: как заработать на непостоянстве экономического роста страны

ВВП Украины во втором квартале неожиданно вырос на 4,6%

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
15 мыслей Владимира Сорокина 15 мыслей Владимира Сорокина

Владимир Сорокин по просьбе GQ вспомнил детство, юность и заглянул в будущее

GQ
Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей

Сеть секонд-хендов брендовой одежды приносит Дарье около 3 млн рублей в месяц

Forbes
Детство, отрочество, юность Детство, отрочество, юность

Что можно сделать уже сегодня, чтобы жить очень долго

Vogue
Увидеть, кто съел миллиард солнц Увидеть, кто съел миллиард солнц

«Спектр-РГ» и прорывы отечественной науки

Русский репортер
Открыть в приложении