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 возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн

Торговая война Китая и США вступила в новую фазу. Какие выводы сделают инвесторы

Forbes
Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли

Ученые воспроизвели важный нервный путь, из-за которого человек чувствует боль

ТехИнсайдер
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
Как путешествовать по миру на 50 долларов в день Как путешествовать по миру на 50 долларов в день

Платите меньше, путешествуйте дольше, действуйте с умом

kiozk originals
По одежке встречают По одежке встречают

Александру Рогову не хватало места для одежды, и он купил новую квартиру

AD
Обзор комплекта датчиков безопасности Xiaomi Mi Smart Обзор комплекта датчиков безопасности Xiaomi Mi Smart

Изучаем нехитрую охранную систему Xiaomi

CHIP
Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году? Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году?

Квентин Тарантино опять переиграл историю и показал, что такое фирменное кино

Forbes
Гранит науки: 7 необычных школ Гранит науки: 7 необычных школ

Новое содержание требует новых форм и новых школьных зданий

Вокруг света
Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников

Если долгожданный отпуск впереди, эта подборка купальников тебе точно пригодится

Cosmopolitan
«Зонтик на колесах»: народный автомобиль по-французски «Зонтик на колесах»: народный автомобиль по-французски

Ровно 80 лет назад была зарегистрирована модель Citroen 2CV

Популярная механика
Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий? Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий?

Может ли быть эффективной чисто мужская команда?

Psychologies
Завтра начинается сегодня Завтра начинается сегодня

Поговорили с женщинами из IT-сферы о трендах, технологиях и будущем

Cosmopolitan
Высокая Архитектура. Новый Mercedes-Benz GLS Высокая Архитектура. Новый Mercedes-Benz GLS

Наше знакомство с флагманом Mercedes-Benz началось с версии GLS 450

4x4 Club
Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи» Анастасия Мурзина-Бенуа: «У нас в квартире висела „Мадонна“ Леонардо да Винчи»

Праправнучка архитектора Леонтия Бенуа живет в его квартире и открыла там музей

Собака.ru
Большая игра Большая игра

Grazia составила список самых необычных детских ресторанов Москвы

Grazia
«Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях «Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях

Как западные компании зарабатывают на эмоциях и что делать российскому бизнесу

Forbes
От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража

Бизнес семьи Косиков начался с попытки помочь другу, который остался инвалидом

Forbes
Роботизация школы Роботизация школы

Сколько роботов нужно, чтобы заставить мальчишку учить математику

Русский репортер
5 способов прикинуться знатоком у барной стойки (приятно побыть экспертом) 5 способов прикинуться знатоком у барной стойки (приятно побыть экспертом)

Эти советы помогут получить одобрительный взгляд от бармена

Playboy
«Яндекс» начал следить за водителями. Кому закроют доступ к каршерингу «Яндекс» начал следить за водителями. Кому закроют доступ к каршерингу

Куда попадут данные о водителях, использующих арендованные автомобили

РБК
«Лучший способ вести бизнес — это не война, а танец»: бизнес-коуч Леонид Кроль о пользе эмоционального интеллекта «Лучший способ вести бизнес — это не война, а танец»: бизнес-коуч Леонид Кроль о пользе эмоционального интеллекта

Как развитие эмоционального интеллекта поможет запустить ваш вечный двигатель

Forbes
Топ-10 похитителей вашего времени Топ-10 похитителей вашего времени

Давайте разберемся, куда утекают драгоценные минуты

Домашний Очаг
Небо, самолет, мужество: стюардессы, спасшие пассажиров ценой своей жизни Небо, самолет, мужество: стюардессы, спасшие пассажиров ценой своей жизни

Героини нашей статьи исполнили свой долг и спасли пассажиров

Cosmopolitan
Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине

Татьяна Соколов раскрывает азы медицинской географии

РБК
Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры

Как на общее впечатление и восприятие окружающих влияет наш голос

Forbes
Антивирус и фаервол: в чем отличия? Антивирус и фаервол: в чем отличия?

Если вы установили хороший антивирус и считаете, что бояться нечего, то зря

CHIP
Как стать открытым и общительным человеком: 7 эффективных методов Как стать открытым и общительным человеком: 7 эффективных методов

Пора уже выйти из дома и перестать стесняться общества

Playboy
Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой» Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой»

Производители прослушивающих устройств увеличили прибыль почти до 300%

Forbes
Уссу качнули права Уссу качнули права

Почему чиновники не умеют говорить с народом

Русский репортер
Открыть в приложении