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

Неизвестная физика: ученые подтвердили наблюдаемое нарушение Стандартной модели Неизвестная физика: ученые подтвердили наблюдаемое нарушение Стандартной модели

Российские физики рассказали о несовершенстве хорошо знакомой Стандартной модели

Популярная механика
«Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка «Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка

Ярмарка Cosmoscow наращивает свою интеллектуальную мощь

Forbes
Роль шашлыка в эволюции: как он сделал человека умнее и общительнее Роль шашлыка в эволюции: как он сделал человека умнее и общительнее

Откуда у нас такая любовь к жареному мясу

Reminder
Кормление грудью в общественных местах: нормально или нет Кормление грудью в общественных местах: нормально или нет

Как относятся к кормлению грудью в общественных местах в разных странах

Vogue
30 способов перезапустить свое тело 30 способов перезапустить свое тело

Полное руководство по тому, как выжать максимум из человеческого организма

kiozk originals
Пища для ума Пища для ума

Смогут ли врачи справиться с болезнью Альцгеймера?

Elle
Джессика Альба: «С меня хватит!» Джессика Альба: «С меня хватит!»

Сosmo отправился к актрисе домой, чтобы выяснить, как ей удается всё успевать

Cosmopolitan
Что делать на Ибице Что делать на Ибице

Где жить, что есть и с кем танцевать на самом модном курорте Европы

Cosmopolitan
Давай начистоту Давай начистоту

Откуда берутся прыщи, если подростковый возраст давно позади?

Лиза
Руководство по веселью для джентльмена Руководство по веселью для джентльмена

Тип вечеринок под грифом Playboy-level нуждается в тщательной подготовке

Playboy
«Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола «Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола

Самые известные голосовые помощники в мире имеют женские голоса и имена

Forbes
«Технологическая Мекка» в Миссури: как стать миллиардером, ничего не выпуская «Технологическая Мекка» в Миссури: как стать миллиардером, ничего не выпуская

Бывший футболист и фермер придумали как эффективно заработать на технологиях

Forbes
Небо под ногами Небо под ногами

Взят очередной рубеж на пути к «человеку летающему»

Огонёк
Килограмм мяса за $10 000: зачем российская компания решила напечатать стейк в космосе Килограмм мяса за $10 000: зачем российская компания решила напечатать стейк в космосе

Как основателя «Инвитро» убедили в перспективности печати органов в космосе

Forbes
7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах 7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах

Биографии, которыми вы зачитаетесь, от кратких до 800-страничных

Vogue
Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют

«Яндекс.Такси» тестирует блокировку вызовов по адресам, где запрещена остановка

РБК
Снаряды из темной материи могут разорвать человека на куски Снаряды из темной материи могут разорвать человека на куски

Небольшие образования темной материи могут быть как высокочастотные снарядs

Популярная механика
Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных

Эрик Лефкофски основал пять компаний, каждая из которых стоит не менее $250 млн

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
Эмоциональные триггеры. Что вас злит или вгоняет в тоску? Эмоциональные триггеры. Что вас злит или вгоняет в тоску?

Замечали ли вы, что определенные ситуации вызывают у вас бурную реакцию

Psychologies
7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной 7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной

Семь потрясающих мест, где можно гарантированно вернуться в детство

Популярная механика
Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?» Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?»

Отрывок из книги «Эмоциональный интеллект лидера» профессора ВШЭ Леонида Кроля

Forbes
Музей Орсе в Париже и микродом в Токио: 10 главных архитектурных проектов, созданных женщинами Музей Орсе в Париже и микродом в Токио: 10 главных архитектурных проектов, созданных женщинами

Сегодня женщины наравне с мужчинами проектируют лучшие здания мира

Forbes
7 дней счастья: челлендж, который научит радоваться жизни 7 дней счастья: челлендж, который научит радоваться жизни

Проверенные научные методы, которые помогут побороть хандру

РБК
Первые люди появились в Северной Америке 16 тысяч лет назад Первые люди появились в Северной Америке 16 тысяч лет назад

Они добрались до континента морем

National Geographic
Girl in Vogue: Эля Винокурова Girl in Vogue: Эля Винокурова

Муза мотокафе «Энтузиаст» и фотограф рассказала Vogue о работе с Nina Donis

Vogue
Герману Мелвиллу — 200 лет. Вспоминаем жизнь и творчество писателя. Герману Мелвиллу — 200 лет. Вспоминаем жизнь и творчество писателя.

1августа исполнилось ровно 200 лет со дня рождения Германа Мелвилла

Esquire
«Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России «Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России

О том, как стендап в России становился профессией и сколько зарабатывают комики

Forbes
Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо

Легендарный эстет Андрей Дмитриев создал идеальную петербургскую квартиру

Собака.ru
Анастасия Чернобровина: «Стать мамой в сорок не страшно» Анастасия Чернобровина: «Стать мамой в сорок не страшно»

Ведущая программы «Утро России» о воспитании ребенка и травле в Интернете

StarHit
Открыть в приложении