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

10 опасных продуктов, от которых стоит отказаться навсегда 10 опасных продуктов, от которых стоит отказаться навсегда

Растительное масло, соя и даже рыба могут быть очень опасны для нашего здоровья

Популярная механика
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
Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Священный верблюд инков Священный верблюд инков

Ламы и их родственники снабжают жителей Перу едой, одеждой и транспортом

Вокруг света
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня 7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня

Ты в курсе, что мозг, как и мышцы, требует постоянной тренировки

Playboy
Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума

Список селебрити, за которыми точно стоит понаблюдать в 2019-м

Cosmopolitan
Однажды в Италии Однажды в Италии

Екатерина Волкова с семьей попыталась объять необъятное

OK!
Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика

Загрязнение Байкала стало в этом году одной из самых резонансных для россиян тем

Esquire
9 необычных фактов об «Однажды в Голливуде», о которых почти никто не знает 9 необычных фактов об «Однажды в Голливуде», о которых почти никто не знает

Когда фильм выходит на экраны, все самое интересное только начинается

Playboy
8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки 8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки

Эти лайфхаки помогут существенно облегчить уход за животным

Популярная механика
Кроссовки Reebok и скейтерской марки Palace, которой все сходит с рук Кроссовки Reebok и скейтерской марки Palace, которой все сходит с рук

Скейтерский бренд Palace представил очередную совместную пару с Reebok

Esquire
Правило 45 минут: как цигун помогает достичь успеха в бизнесе Правило 45 минут: как цигун помогает достичь успеха в бизнесе

Владимир Сидоров о восточных боевых искусствах как способе перезагрузки

Forbes
10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь 10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь

Рассказываем об интересных функциях Viber

CHIP
Растерянная Россия Растерянная Россия

Первые результаты исследования идеальной России

Русский репортер
«Пьяные посты» в соцсетях и их последствия «Пьяные посты» в соцсетях и их последствия

Некоторые публикации могут поставить крест на карьере или испортить отношения

Psychologies
Одна вокруг света. Килиманджаро, которая осталась непокоренной Одна вокруг света. Килиманджаро, которая осталась непокоренной

39-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Сотрите это немедленно! Сотрите это немедленно!

Что делать с чрезмерно эмоциональным постом?

Лиза
В группе поддержки В группе поддержки

Надо ли вставать на сторону мужа, когда он не прав

Лиза
Потребительская корзина: женщинам предлагают меньше есть и меньше тратить Потребительская корзина: женщинам предлагают меньше есть и меньше тратить

Специалисты предлагают разделить потребительскую корзину по половому признаку

Cosmopolitan
Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии

С какими впечатлениями Артур Гранд вернулся из Бурятии

РБК
Бей, танцуй, люби: скандал с русскими танцорами как повод поговорить о насилии в паре Бей, танцуй, люби: скандал с русскими танцорами как повод поговорить о насилии в паре

Бьющие через край эмоции иногда приводят к физическим ударам

Psychologies
«Я всегда двигался вперед ради самого себя!» «Я всегда двигался вперед ради самого себя!»

Эта осень у Максима Лагашкина определенно удалась

Добрые советы
Короткий путь. Почему женщине из России проще строить карьеру на Западе, чем у себя на родине Короткий путь. Почему женщине из России проще строить карьеру на Западе, чем у себя на родине

В США гендерный состав топ-менеджмента компаний законодательно регулируется

Forbes
Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным

Обманывать так, чтобы другие поверили, — это тоже своего рода искусство

Psychologies
6 нелепых ошибок, которые способны привести к разводу (при чем тут пепси?) 6 нелепых ошибок, которые способны привести к разводу (при чем тут пепси?)

Мелочи, которые способны убить даже крепкие отношения

Playboy
Как Риз Уизерспун, Марго Робби и Шарлиз Терон вошли в список Forbes благодаря феминизму Как Риз Уизерспун, Марго Робби и Шарлиз Терон вошли в список Forbes благодаря феминизму

Кто из голливудских актрис зарабатывает сегодня больше других

Forbes
Конструкторское бюро Конструкторское бюро

Уже завтра мы (возможно) будем кастомизировать собственных детей

Glamour
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
Опять эта выскочка! Опять эта выскочка!

Какой уход требуется проблемной коже в разном возрасте?

Лиза
Открыть в приложении