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

Цепь переменного токена: почему NFT считают фикцией, но все равно покупают Цепь переменного токена: почему NFT считают фикцией, но все равно покупают

Имеет ли владелец NFT исключительные права на произведения искусства?

Популярная механика
Полное погружение Полное погружение

Как иммерсивное обучение приходит в компании и школы

РБК
Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты! Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты!

Почему знаменитая Красная планета именно такая? Ученые, похоже, нашли объяснение

ТехИнсайдер
Где в августе искать необычное мороженое Где в августе искать необычное мороженое

Макаруны в тон, электрические цветы, маскарпоне и азот

Vogue
Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом

Что такое БАР, действительно ли он распространен или стал искусственным трендом?

Forbes
Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии

С какими впечатлениями Артур Гранд вернулся из Бурятии

РБК
Репортаж с места события Репортаж с места события

Алёна Пенева встретилась с военным корреспондентом и писателем Михаилом Зыгарем

Cosmopolitan
Остановись, мгновенье! Остановись, мгновенье!

Фототуры – тренд, набирающий популярность

Playboy
Полуфабрикат Полуфабрикат

Архитекторы Моретти и Матрикарди построили себе дом из готовых бетонных панелей

AD
Милые бранятся Милые бранятся

Друзья Майли Сайрус просят не винить ее в расставании с Лиамом Хемсвортом

StarHit
5 способов есть сладкое без угрызений совести 5 способов есть сладкое без угрызений совести

Как изменить свое отношение к сахару

Psychologies
Забойные истории Забойные истории

Как Александр Щукин попал в список Forbes, а потом оказался под домашним арестом

Forbes
«Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги «Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги

Владимир Мухин, шеф-повар: о зарплате его поваров и обете молчания

Forbes
В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания В Москве проходит митинг за свободные выборы. Начались задержания

В Москве 3 августа прошла очередная несанкционированная акция

Esquire
Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет

Почему протесты в Гонконге достигли таких масштабов и к чему они ведут

Esquire
Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги

700 страниц книги о деле Чарльза Мэнсона заменят вам любой криминальный сериал

Esquire
Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия

Каких цен на нефть теперь стоит ждать?

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

«Спектр-РГ» и прорывы отечественной науки

Русский репортер
Каждый из них достоин любви: 5 девушек о породистых животных из приютов Каждый из них достоин любви: 5 девушек о породистых животных из приютов

Девушки поделились историями о спасенных животных самых благородных пород

Cosmopolitan
Краткий курс перезагрузки Краткий курс перезагрузки

Курская область стремится к лидерству по инвестиционной привлекательности

РБК
«Протест адресован не московским властям»: будет ли разрастаться политический кризис в столице «Протест адресован не московским властям»: будет ли разрастаться политический кризис в столице

О причинах столичного протеста и перспективах его разрастания в кризис

Forbes
Правнуки святого Правнуки святого

Супермодель Алина Болотина и ее брат, пианист Александр Болотин

Собака.ru
7 элементарных привычек, которые помогут дольше оставаться молодым 7 элементарных привычек, которые помогут дольше оставаться молодым

Время нельзя обратить вспять, но попробовать притормозить вполне можно

Playboy
Вице-президент adidas Russia — о футболе, переезде в Москву и экотрендах Вице-президент adidas Russia — о футболе, переезде в Москву и экотрендах

Рейчел Ховард в компании adidas вот уже 17 лет

РБК
Найдется всё: тест Hyundai Santa Fe Найдется всё: тест Hyundai Santa Fe

Новый Hyundai Santa Fe в буквальном смысле отбрасывает в прошлое

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
Прораб, студент, волонтер: кого арестовали по делу о массовых беспорядках 27 июля Прораб, студент, волонтер: кого арестовали по делу о массовых беспорядках 27 июля

Суд отправил в СИЗО уже шестерых участников акции протеста

Forbes
Как я живу с ПТСР: история от первого лица Как я живу с ПТСР: история от первого лица

ПТСР — посттравматическое стрессовое расстройство

Cosmopolitan
Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным

Обманывать так, чтобы другие поверили, — это тоже своего рода искусство

Psychologies
Открыть в приложении