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

Почему мы так плохо помним наше детство? Почему мы так плохо помним наше детство?

Почему у большинства людей нет никаких воспоминаний о первых 3-4 годах жизни

Популярная механика
«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
Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну

В породе, доставленной с астероида Бенну, обнаружены 14 из 20 аминокислот

ТехИнсайдер
Пылающая Сибирь: почему горят леса и каков масштаб катастрофы Пылающая Сибирь: почему горят леса и каков масштаб катастрофы

Экологическая катастрофа уже привлекла внимание всего мира

Популярная механика
От шелка до кремния От шелка до кремния

10 лидеров, которые объединили мир

kiozk originals
Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки

Путь семьи Моубрей к успеху в производстве игрушек был тернистым

Forbes
Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу

Что нарушают дачники и любители погулять по лесу, паркуясь на обочинах

РБК
Чрезвычайное положение Чрезвычайное положение

Старшая дочь министра обороны Юлия Шойгу — боец невидимого фронта

Tatler
Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании

Какие лайфхаки важно знать, чтобы пройти собеседование в международные банки?

Forbes
5 уроков отношений из сериала «Друзья» (советуем взять на заметку) 5 уроков отношений из сериала «Друзья» (советуем взять на заметку)

Легендарное шоу не только развлекало, но и давало полезные подсказки

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
Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и» Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и»

3 августа с 12.00 до 23.00 в «Коломенском» пройдет Пикник «Афиши»

Maxim
KAYA: KAYA:

Как певице KAYA удается популяризировать латиноамериканскую музыку в России

Cosmopolitan
Один домa Один домa

Многозарядный гранатомет ГМ-94

Популярная механика
Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе

Робин Джонс не устраивало то, что ее муж слишком много работал

Forbes
Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда

Тренды, которые за 10-15 лет успели устареть

Forbes
8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания 8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания

Как определить, что просто спортивный парень превращается в фитнес-фрика

Psychologies
На своих двоих На своих двоих

Доказано: даже 5-минутные пешие прогулки полезны

Лиза
Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019 Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019

Сегодня начинается плей-офф The International по Dota 2

Forbes
5 способов есть сладкое без угрызений совести 5 способов есть сладкое без угрызений совести

Как изменить свое отношение к сахару

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
Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями

Валиид Шах вдохновил многих людей показать свое тело и рассказать свою историю

Cosmopolitan
Обзор релиза Pagan Online: новые плюшки или сырой продукт? Обзор релиза Pagan Online: новые плюшки или сырой продукт?

Общее впечатление, плюсы, минусы и нововведения Pagan Online

CHIP
Русские не идут Русские не идут

Программа переселения соотечественников действует уже 13 лет. Есть ли эффект?

Огонёк
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
Помощь по гарантии Помощь по гарантии

Этой весной был изменен порядок проведения диспансеризации

Добрые советы
Игра приставок 2019 Игра приставок 2019

В июне в Лос-Анджелесе в очередной раз прошла E3

Maxim
Мотивация по-русски Мотивация по-русски

Российский рынок коучинга, менторства и бизнес-тренингов меньше американского

РБК
Равшана Куркова: “Я знаю, что обязательно стану мамой” Равшана Куркова: “Я знаю, что обязательно стану мамой”

Несочетаемое гармонично соединилось в Равшане, это завораживает и гипнотизирует

Psychologies
Знатные ролиководы Знатные ролиководы

Сейчас интернет прирастает глубинкой, и в моде — деревенские блогеры

Огонёк
Открыть в приложении