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

На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда

Вороны умеют изготовлять и использовать орудия труда для добычи пищи

Популярная механика
«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
Ученые обнаружили, что на самом деле сделало Марс красным Ученые обнаружили, что на самом деле сделало Марс красным

Краснота Марса вызвана не сухим ржавоподобным гематитом, как считалось ранее

Inc.
6 способов найти скрытую проводку под штукатуркой 6 способов найти скрытую проводку под штукатуркой

Есть несколько способов найти скрытую проводку в стене. Читайте о них в статье

CHIP
10 ситуаций, когда человеку нужен не психолог, а психиатр 10 ситуаций, когда человеку нужен не психолог, а психиатр

Как распознать, когда именно пора обратиться к психиатру?

Psychologies
Каким получился фильм «Однажды в... Голливуде» Квентина Тарантино Каким получился фильм «Однажды в... Голливуде» Квентина Тарантино

В российский прокат вышел фильм Квентина Тарантино «Однажды в... Голливуде»

РБК
Квентин Тарантино Квентин Тарантино

Действительно ли «Однажды в Голливуде» станет предпоследним фильмом Тарантино?

Maxim
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
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
Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера

Что такое tantouring

Cosmopolitan
“Компания без офисных битв – неживая система” “Компания без офисных битв – неживая система”

Офис не место для баталий? Как бы не так!

Psychologies
Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Обзор анализатора климата ClimateGuard: расскажет, что у вас не так Обзор анализатора климата ClimateGuard: расскажет, что у вас не так

Его создатель — не глобальная компания, а российский стартап

CHIP
5 главных уровней измен — от самой легкой до непростительной (и что с ними делать) 5 главных уровней измен — от самой легкой до непростительной (и что с ними делать)

Важное руководство для неверных парней

Playboy
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
Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами

Она могла бы стать агентом голливудских актрис, но ее клиентки — геймеры

Forbes
Кроссоверы Jaguar. В погоне за новациями не теряйте уважения к традициям Кроссоверы Jaguar. В погоне за новациями не теряйте уважения к традициям

F-PACE — настоящий Jaguar, с характером и харизмой

4x4 Club
Сканер поможет: как отсканировать фото и сохранить его в компьютере Сканер поможет: как отсканировать фото и сохранить его в компьютере

Снимки и документы на бумаге долго не хранятся

CHIP
Эффект бабочки: как легко достигать целей Эффект бабочки: как легко достигать целей

Менять жизнь к лучшему и достигать целей при помощи небольших изменений возможно

Psychologies
Трудоголики, перфекционисты и невротики. Как менталитет 90-х повлиял на то, что мы все выгорели Трудоголики, перфекционисты и невротики. Как менталитет 90-х повлиял на то, что мы все выгорели

Почему «дети 90-х» не умеют отдыхать и работают до нервных срывов

Forbes
Культурные события августа: куда пойти Культурные события августа: куда пойти

Голливуд прошлого, музыка настоящего и театр на улицах города

РБК
Опека, попечительство, приемная семья: как усыновить ребенка Опека, попечительство, приемная семья: как усыновить ребенка

Что делать, если вы хотите стать усыновителем, с чего начать и что учесть

СНОБ
Список литературы: что прочитал за лето-2019 Барак Обама Список литературы: что прочитал за лето-2019 Барак Обама

Экс-президент Америки рассказал, что читал этим летом и почему

Esquire
Потерявшие себя Потерявшие себя

Как помочь больным деменцией и их семьям

Русский репортер
«Мы обогнали США на полгода»: как российский бизнесмен хочет заработать на печати органов в космосе «Мы обогнали США на полгода»: как российский бизнесмен хочет заработать на печати органов в космосе

Юсеф Хесуани готов поделиться своими секретами зарабатывания денег

Forbes
Быть экстравертом — здорово. Но не всегда Быть экстравертом — здорово. Но не всегда

О том, в каких ситуациях экстравертам приходится несладко

Psychologies
6 вещей, от которых твои солнечные ожоги будут болеть еще сильнее 6 вещей, от которых твои солнечные ожоги будут болеть еще сильнее

Эти вещи заставят тебя страдать от солнечных ожогов еще больше

Playboy
Кто такие Трескодёры? Рыболовная экспедиция в Териберку Кто такие Трескодёры? Рыболовная экспедиция в Териберку

Посёлок в Мурманской области превратился в одно из самых посещаемых мест Севера

4x4 Club
Чтобы спасти планету, вам придется покупать меньше вещей Чтобы спасти планету, вам придется покупать меньше вещей

Плохая новость: мы в глубоком экологическом кризисе

GQ
Через тернии к звездам Через тернии к звездам

Этим звездам пришлось многое пережить еще в юном возрасте

Лиза
Открыть в приложении