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

Магний в рационе: 10 продуктов, которые стоит есть женщинам после 50 лет Магний в рационе: 10 продуктов, которые стоит есть женщинам после 50 лет

В каких продуктах магния больше всего

Популярная механика
Секс, работа, еда: 22 совета, которые помогут продлить вашу жизнь Секс, работа, еда: 22 совета, которые помогут продлить вашу жизнь

Можно поддерживать себя в достойной физической и умственной форме долгие годы

Популярная механика
В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных

Археологи обнаружили в Португалии новые произведения палеолитического искусства

N+1
Как правильно питаться  офисному работнику Как правильно питаться  офисному работнику

Офис с микроволновками прямо-таки подталкивает тебя к изжоге и ожирению

Maxim
7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить 7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить

Какие из спутников обыденной жизни могут представлять серьезную опасность

Популярная механика
Остановись, мгновенье! Остановись, мгновенье!

Фототуры – тренд, набирающий популярность

Playboy
Вредно ли запивать еду? Что лучше: есть + пить или сначала есть, а потом пить Вредно ли запивать еду? Что лучше: есть + пить или сначала есть, а потом пить

Можно ли пить во время еды

Playboy
Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей

Дмитрий Октябрьский рассказывает о самых дорогих автомобилях своей коллекции

Forbes
Я - лысая: откровенный рассказ о том, как живется женщине с алопецией Я - лысая: откровенный рассказ о том, как живется женщине с алопецией

Через что пришлось пройти женщине после того, как у нее выпали все волосы

Cosmopolitan
Конец технократии. Почему Кремль не останавливает аресты активистов в Москве? Конец технократии. Почему Кремль не останавливает аресты активистов в Москве?

Власть не готова к диалогу с протестующими

Forbes
Над диджеями и рэпперами нависли темные тучи: Kraftwerk выиграли суд об использовании сэмплов Над диджеями и рэпперами нависли темные тучи: Kraftwerk выиграли суд об использовании сэмплов

20 лет длилась тяжба по поводу одного двухсекундного сэмпла

Maxim
Свобода выбора. Как выглядят самые прогрессивные детские сады Свобода выбора. Как выглядят самые прогрессивные детские сады

Основные компоненты детских садов нового типа

Forbes
Что делать на Ибице Что делать на Ибице

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

Cosmopolitan
Король севера Король севера

Человек-айсберг, который одной левой мог убить белого медведя

Maxim
Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть

Политики и депутаты иногда бывают удивительно честными

Maxim
История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина

«Сноб» публикует письмо Гурама Гамрекели (митрополита Руставского Иоанна)

СНОБ
Новости о старости Новости о старости

Остановить мгновенье ученые могут уже сегодня

Glamour
4 потрясных рецепта коктейлей с пивом (освежают и радуют) 4 потрясных рецепта коктейлей с пивом (освежают и радуют)

Шикарные способы сделать пиво еще вкуснее

Playboy
Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете

Всем любителям кофе посвящается

Playboy
«Когда б я был царь», или всё началось с зайца «Когда б я был царь», или всё началось с зайца

Продолжаем разговор о литературном жанре альтернативной истории

Наука и жизнь
Фрагмент книги «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников» Фрагмент книги «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников»

Книга «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников»

Esquire
Тело в дело: как прошел спортивный кемп #SlimFitClub в Санкт-Морице Тело в дело: как прошел спортивный кемп #SlimFitClub в Санкт-Морице

Екатерина Чемагина на три дня стала курсантом #SlimFitClub в Санкт-Морице

РБК
Танец гаденьких утят Танец гаденьких утят

Причины и опасности дисморфофобии у детей

Домашний Очаг
Где искать работу? Все действенные онлайн и офлайн источники вакансий Где искать работу? Все действенные онлайн и офлайн источники вакансий

Поиск работы — это долгий и кропотливый процесс

Playboy
Не царское это дело Не царское это дело

Иностранцы, оказавшиеся реальными потомками царской семьи Романовых

GQ
Игра приставок 2019 Игра приставок 2019

В июне в Лос-Анджелесе в очередной раз прошла E3

Maxim
Сердца трех Сердца трех

Ян Гэ представила свою вторую полнометражную режиссерскую работу

OK!
10 лучших фильмов Шона Коннери 10 лучших фильмов Шона Коннери

Десять наших любимых фильмов с Шоном Коннери

GQ
Любовь с компромиссами и без Любовь с компромиссами и без

Как быть, если партнер мешает реализовать ваши собственные потребности и желания

Psychologies
Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно? Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно?

Как правильно соединить медный и алюминиевый провод?

CHIP
Открыть в приложении