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 выращивать помидоры на дачном участке: секрет высоких грядок Как выращивать помидоры на дачном участке: секрет высоких грядок

Выращивание сезонных овощей на дачном участке требует много времени и сил

Популярная механика
Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло Три раза в одну реку: как я бросала и возвращалась в Тиндер и что из этого вышло

Приложения для знакомств — да или нет

Psychologies
Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

N+1
Правила жизни Мэрилин Монро Правила жизни Мэрилин Монро

Американская актриса, певица и модель. Умерла в возрасте 36 лет в Лос-Анджелесе

Esquire
Краткая история мысли Краткая история мысли

Трактат по философии для подрастающего поколения

kiozk originals
Мама дорогая! Мама дорогая!

Эти женщины – не просто счастливые мамы, но и успешные предприниматели

Cosmopolitan
7 ошибок домашнего электрика, которые совершают снова и снова 7 ошибок домашнего электрика, которые совершают снова и снова

Чего стоит избегать при монтаже проводки в квартире или доме?

CHIP
Когда люди смогут жить на Марсе Когда люди смогут жить на Марсе

Марс — и то, что человек может с ним сделать

Esquire
«Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России «Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России

Как аудитория потребляет видеоконтент, и что ждет его дистрибуцию в будущем

Forbes
24 лучших фильма катастроф 24 лучших фильма катастроф

Лучшие фильмы-катастрофы всех времен!

Maxim
Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов

Девушка каждый день ходила в спортзал и свела рацион к 500 калориям

Cosmopolitan
Корень зла Корень зла

Эксперты рассказали, почему Марату Башарову так не везет в личной жизни

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

Основные компоненты детских садов нового типа

Forbes
Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта

Каким путем шел к фильму «Однажды в Голливуде» Брэд Питт, а каким — ДиКаприо

Esquire
Почему обезжиренные продукты вредны для здоровья и еще 3 факта о пользе жира Почему обезжиренные продукты вредны для здоровья и еще 3 факта о пользе жира

При слове «жир» девушек охватывает настоящая паника

Cosmopolitan
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
«Если бы я был русским, взял бы Escalade». Интервью с вице-президентом GM «Если бы я был русским, взял бы Escalade». Интервью с вице-президентом GM

Интервью топ-менеджера компании General Motors Джулиана Блиссета

РБК
Комо everybody Комо everybody

Свадьба на озере Комо снова в тренде

Tatler
6 шагов к развитию эмоционального интеллекта 6 шагов к развитию эмоционального интеллекта

Как научиться понимать других – и как сделать так, чтобы они лучше понимали нас

Psychologies
Что не так с образом Брюса Ли в Что не так с образом Брюса Ли в

Почему сцена драки Брюса Ли с героем Брэда Питта разозлила поклонников Ли

Esquire
Макс Барских об уходе со сцены и об отношении к тому, что его копируют Макс Барских об уходе со сцены и об отношении к тому, что его копируют

Макс Барских рассказал о планах на ближайшее будущее

Cosmopolitan
Приехать в Россию и найти себя: опыт иностранцев Приехать в Россию и найти себя: опыт иностранцев

Истории иностранцев, которые нашли себя в России

Psychologies
Риккардо Тортато — об эволюции дресс-кода, стиле luxury-casual и новинках ЦУМа Риккардо Тортато — об эволюции дресс-кода, стиле luxury-casual и новинках ЦУМа

Существуют ли модные тренды в наши дни?

РБК
Ирина Старшенбаум: «Пора перестать заставлять детей читать Достоевского» Ирина Старшенбаум: «Пора перестать заставлять детей читать Достоевского»

22 августа на онлайн-платформе ТНТ-Premier выходит сериал «Учителя»

Grazia
10 нелетающих птиц, доживших до наших дней 10 нелетающих птиц, доживших до наших дней

Для птиц полёт — тяжкий труд, от которого при случае можно отказаться

Популярная механика
Не только реклама и призовые: как первая ракетка мира Наоми Осака строит бизнес в 21 год Не только реклама и призовые: как первая ракетка мира Наоми Осака строит бизнес в 21 год

Как зарабатывает теннисистка Наоми Осака?

Forbes
Управляемое плавание: от чего зависит курс рубля и стоит ли ждать его обвала Управляемое плавание: от чего зависит курс рубля и стоит ли ждать его обвала

Какие факторы влияют на курс рубля

Forbes
Дорогие сердцу Дорогие сердцу

Аромат по цене сумки — тяжелая ноша женщин с хорошим вкусом

Vogue
Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований

В числе первых, кто взялся за серьезные темы, была журналистка Нелли Блай

Esquire
Радиоактивное облако накрыло Европу: виноват завод «Маяк»? Радиоактивное облако накрыло Европу: виноват завод «Маяк»?

Эксперты указывают на возможность катастрофы на российском заводе «Маяк»

Популярная механика
Открыть в приложении