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
Тест видеокарты Zotac Gaming GeForce RTX 2060 Super Mini Тест видеокарты Zotac Gaming GeForce RTX 2060 Super Mini

Делимся результатами тестирования народной модели RTX 2060 Super

CHIP
Панацея от старения или вредный миф: что ученые говорят об опасности антиоксидантов Панацея от старения или вредный миф: что ученые говорят об опасности антиоксидантов

Насколько антиоксиданты безопасны и существует ли у них будущее?

Forbes
Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы

5 лет назад лотереи стали государственными — число участников постоянно растет

РБК
Собраться с духами: чем японские и китайские сказки отличаются от европейских? Собраться с духами: чем японские и китайские сказки отличаются от европейских?

Что собой представляет фольклор Азии и как он отражается в современной культуре?

Правила жизни
Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды) Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды)

Самый понятный и подробный гид по всем российским сервисам каршеринга

Playboy
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
«Пока ты развлекаешься, кто-то репетирует сцену или записывает пробы»: Коста Ронин, первый снявшийся у Тарантино русский актер, — о работе в Голливуде «Пока ты развлекаешься, кто-то репетирует сцену или записывает пробы»: Коста Ронин, первый снявшийся у Тарантино русский актер, — о работе в Голливуде

Коста Ронин о переездах из страны в страну и о том, как выглядит мечта актера

Esquire
Шарапова выбыла из топ-5 самых высокооплачиваемых спортсменок по версии Forbes Шарапова выбыла из топ-5 самых высокооплачиваемых спортсменок по версии Forbes

Американский Forbes составил новый рейтинг самых высокооплачиваемых спортсменок

Forbes
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
Мою жизнь изменил всего один урок танцев Мою жизнь изменил всего один урок танцев

Помнит ли Екатерина Волкова времена, когда ее Веры Ворониной не существовало?

Добрые советы
Как правильно питаться  офисному работнику Как правильно питаться  офисному работнику

Офис с микроволновками прямо-таки подталкивает тебя к изжоге и ожирению

Maxim
От пяти тысяч до пяти лет. За непропуск «мигалки» накажут по-новому От пяти тысяч до пяти лет. За непропуск «мигалки» накажут по-новому

При самом трагичном исходе нарушитель рискует сесть в тюрьму на несколько лет

РБК
Сокровища Урарту Сокровища Урарту

Четыре сокровища древнего Урарту

Вокруг света
Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться

Традиционный семейный уклад уже не так популярен

Psychologies
Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии

Встреча с потомком русского дворянского рода в Бразилии

Forbes
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
По одежке встречают По одежке встречают

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

AD
«Мне не по душе снос гостиницы «Россия»: голландский архитектор о том, как похорошела Москва за последние 10 лет «Мне не по душе снос гостиницы «Россия»: голландский архитектор о том, как похорошела Москва за последние 10 лет

Что не так с российскими аэропортами и парком «Зарядье?

Forbes
Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ

Почему Артемий Панарин теперь будет зарабатывать больше Александра Овечкина

Forbes
В деле налетчиков из ФСБ обнаружился ассирийский след В деле налетчиков из ФСБ обнаружился ассирийский след

136 млн рублей принадлежали ассирийским бизнесменам

Forbes
Нужно больше золота: выбираем металлоискатель для новичка и профи Нужно больше золота: выбираем металлоискатель для новичка и профи

Разбираемся в технологиях работы металлодетекторов

CHIP
Что не так с российским электронным паспортом? Что не так с российским электронным паспортом?

ВЦИОМ выяснил, что 59% россиян пока не готовы оформить электронный паспорт

Forbes
Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном

Почему создатели фильма «Быть Харви Вайнштейном» «не докрутили» историю

Forbes
В лечении рака должен быть совершенно иной подход В лечении рака должен быть совершенно иной подход

Борясь с раком, мы плохо себе представляем, что это такое

Наука и жизнь
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
10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь 10 полезных функций Viber, о которых вы не догадываетесь

Рассказываем об интересных функциях Viber

CHIP
На своих двоих На своих двоих

Доказано: даже 5-минутные пешие прогулки полезны

Лиза
Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка

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

Forbes
«Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка «Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка

Ярмарка Cosmoscow наращивает свою интеллектуальную мощь

Forbes
Открыть в приложении