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

Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий

Советы, которые могут спасти вам жизнь при встречи с диким животным

Популярная механика
Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит

Какие подводные камни могут ожидать на пути самосовершенствования

Psychologies
Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса

Какие ацтекские артефакты обнаружили на юге Техаса

N+1
Близок час растраты: куда приведет Россию использование средств из Фонда национального благосостояния Близок час растраты: куда приведет Россию использование средств из Фонда национального благосостояния

В 2020 году ликвидная часть ФНБ достигнет 7% ВВП

Forbes
Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит? Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит?

Для чего человеку нужны ресницы и что будет, если их сбрить?

Inc.
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
Рейтинг электросамокатов для взрослых 2019-2020 Рейтинг электросамокатов для взрослых 2019-2020

Лучшие самокаты для взрослых в трех популярных категориях

CHIP
Мы нашли трех реальных потомков царской семьи Романовых Мы нашли трех реальных потомков царской семьи Романовых

Поговорил с тремя иностранцами, оказавшимися реальными потомками Романовых

GQ
Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни

Актера Питера Фонды не стало 16 августа

Esquire
Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав

Мы выяснили, в каких случаях лучше все-таки позвонить в полицию при ДТП

РБК
Портретная фотография: настройки камеры и советы по композиции Портретная фотография: настройки камеры и советы по композиции

Существует множество правил, которые помогут вам снимать отличные портреты

CHIP
Вы видели секс родителей. Как с этим жить? Вы видели секс родителей. Как с этим жить?

Сильное детское переживание, с которым сталкивались многие из нас

СНОБ
Чрезвычайное положение Чрезвычайное положение

Старшая дочь министра обороны Юлия Шойгу — боец невидимого фронта

Tatler

Февральской ночью 1893 года Тулуз-Лотрек, как обычно, отправился в «Мулен Руж»

Караван историй
Екатерина Рыбакова — о принципах воспитания в семье миллиардера Екатерина Рыбакова — о принципах воспитания в семье миллиардера

Супруги решили направить на благо общества и основали «Рыбаков Фонд»

РБК
«Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google «Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google

Google впервые пустила журналиста в свою секретную лабораторию

Forbes
«Ценовая война губительна для рынка»: глава YouDrive о сделке с Mail.ru Group и конкуренции с «Яндексом» «Ценовая война губительна для рынка»: глава YouDrive о сделке с Mail.ru Group и конкуренции с «Яндексом»

Совладелец и гендиректор каршерингового сервиса Борис Голиков

Forbes
Ростопчин: патриот Герострат Ростопчин: патриот Герострат

Граф Фёдор Ростопчин покинул Россию и встретил старость в Париже

Дилетант
Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников

Если долгожданный отпуск впереди, эта подборка купальников тебе точно пригодится

Cosmopolitan
Любовь с акцентом Любовь с акцентом

Брак с иностранцем далеко не всегда является гарантией счастливого будущего

StarHit
Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис

40-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет

Почему протесты в Гонконге достигли таких масштабов и к чему они ведут

Esquire
Актер Юра Борисов — о фильме «Бык», девяностых и митингах Актер Юра Борисов — о фильме «Бык», девяностых и митингах

Актер Юра Борисов о социальных сетях, публичности и ролях русских бандитов

РБК
Нашутил на $30 млн: как уход с Netflix помог стендап-комику Джиму Гаффигану зарабатывать больше Нашутил на $30 млн: как уход с Netflix помог стендап-комику Джиму Гаффигану зарабатывать больше

Джим Гаффиган умеет рассмешить

Forbes
Меньше – лучше? Меньше – лучше?

Оказывается, принц Гарри не на шутку обеспокоен проблемами экологии

Grazia
Гендерно-нейтральное воспитание: дать ребенку выбор Гендерно-нейтральное воспитание: дать ребенку выбор

Что такое внегендерное воспитание? Чем оно отличается от традиционного?

Psychologies
Mail.ru Group купит каршеринг-агрегатор YouDrive Mail.ru Group купит каршеринг-агрегатор YouDrive

Mail.ru Group купит контрольный пакет акций каршеринг-агрегатора YouDrive

Forbes
Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей

Сеть секонд-хендов брендовой одежды приносит Дарье около 3 млн рублей в месяц

Forbes
Полуфабрикат Полуфабрикат

Архитекторы Моретти и Матрикарди построили себе дом из готовых бетонных панелей

AD
Так оно и вышло Так оно и вышло

Прием ведет Джеймс Макэвой, специалист по расщеплению личности

Glamour
Открыть в приложении