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

Крионика: есть ли жизнь после заморозки? Крионика: есть ли жизнь после заморозки?

Крионика – это игра с малыми шансами, но с колоссальным джекпотом

Популярная механика
Минфин придумал новые способы вернуть капитал из-за рубежа Минфин придумал новые способы вернуть капитал из-за рубежа

Минфин ищет новые способы вернуть в Россию деньги

Forbes
Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва

Неандертальцы изготавливали предметы из костей пещерных львов

N+1
5 важных книг о том, что такое мозг 5 важных книг о том, что такое мозг

Подборка из пяти книг о том, как устроен загадочный орган под названием мозг

Популярная механика
5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов 5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов

Какие «суперспособности» станут реальностью уже к 2030 году — и какой ценой?

Maxim
«‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак «‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак

Как выглядят потенциально опасные собаки, и что о них думают кинологи

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
Анна Ануфриева, бывшая чиновница: это общество меня уволило, а не работодатель Анна Ануфриева, бывшая чиновница: это общество меня уволило, а не работодатель

«Участие в конкурсе для меня — возможность быть собой и делать то, что хочешь»

Playboy
В Техасе произошла стрельба. Погибли 20 человек В Техасе произошла стрельба. Погибли 20 человек

Мужчина открыл стрельбу в торговом центре Walmart в городе Эль-Пасо

Esquire
«Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн «Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн

Александр Овечкин увеличивает свой доход не только благодаря рекламе

Forbes
Памяти энергетического оргазма. Почему мы запускаем клуб персонального развития Forbes Ontology Памяти энергетического оргазма. Почему мы запускаем клуб персонального развития Forbes Ontology

Нужна легализация технологий персонального развития для бизнес-аудитории

Forbes
Сны Дианы Сны Дианы

Интервью с примой Мариинского театра Дианой Вишнёвой

Собака.ru
Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России

Возникает вопрос о возможных угрозах со стороны Китая для России

СНОБ
Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях

Серия постов Месси с упоминанием Adidas принесли бренду $6,9 млн выручки

Forbes
6 главных причин споров, из-за которых молодожены ссорятся в первый год брака 6 главных причин споров, из-за которых молодожены ссорятся в первый год брака

Главные причины споров в первый год брака и способы их решения

Playboy
Обзор смартфона Redmi 7: бюджетник от Xiaomi дешевле 10 000 рублей Обзор смартфона Redmi 7: бюджетник от Xiaomi дешевле 10 000 рублей

Новый смартфон Redmi 7 получился интересным и при этом недорогим

CHIP
Уберизация добра: как диджитал-инструменты помогают благотворительным фондам Уберизация добра: как диджитал-инструменты помогают благотворительным фондам

Благотворительные фонды заимствуют продуктовый подход у онлайн-ретейла

Forbes
Ученый раскритиковал Disney за то, что снежинка на постере к мультику «не по законам физики» Ученый раскритиковал Disney за то, что снежинка на постере к мультику «не по законам физики»

В последнее время создателей кино и мультфильмов все чаще критикуют

Maxim
В островном ты права В островном ты права

Путешествие мечты на самые красивые острова земли

Cosmopolitan
Почему мы мечтаем о любви, как в кино, и чем это опасно Почему мы мечтаем о любви, как в кино, и чем это опасно

Почему мы хотим любви, как в романтическом фильме?

Psychologies
Как Джеймс Джеббиа, основатель Supreme, создал бренд — феномен современной моды Как Джеймс Джеббиа, основатель Supreme, создал бренд — феномен современной моды

Как основателю Supreme удалось предугадать массовое увлечение стритвиром

Esquire
Антарктида потихоньку разваливается: как изучение льда может спасти планету Антарктида потихоньку разваливается: как изучение льда может спасти планету

Что антарктическое озеро Восток может рассказать о глобальном потеплении

Популярная механика
«Очень странные дела» 3 сезон: рецензия (отзыв) «Очень странные дела» 3 сезон: рецензия (отзыв)

СССР и капитализм в «Очень странных делах» оказываются страшнее, чем демоны

Esquire
Пять лет без права переписки: чего могут добиться через избиркомы и суды снятые кандидаты Пять лет без права переписки: чего могут добиться через избиркомы и суды снятые кандидаты

С прошлых выходных в Москве еще не было ни дня без акций протеста

Forbes

Фрагмент книги Евгения Чижова

Esquire
Елена Север: Любовь с первого взгляда Елена Север: Любовь с первого взгляда

Интервью с Еленой Север

Лиза
Пора валить? Топ-9 уголовных дел в отношении крупного бизнеса в России Пора валить? Топ-9 уголовных дел в отношении крупного бизнеса в России

В последние два года участились случаи уголовного преследования бизнесменов

СНОБ
«Давай, до свидания!» Что сейчас делают артисты, покинувшие лейблы «Давай, до свидания!» Что сейчас делают артисты, покинувшие лейблы

Как Егор Крид попрощался с Black Star, а Скриптонит покинул Gazgolder

Cosmopolitan
Козырная Марта Козырная Марта

Остров Мартас-Винъярд, где отдыхают американские акулы бизнеса и шоу-бизнеса

Tatler
Лидеры французской революции Лидеры французской революции

Великая французская революция в лицах

Дилетант
Открыть в приложении