Квантовые компьютеры отличаются беспрецедентной мощностью и невероятной скоростью вычислительных операций. Но недавно ученые обнаружили задачу, которая оказалась слишком сложной даже для этих технологических монстров.
Команда специалистов Калифорнийского технологического института под руководством Томаса Шустера доказала, что задача по распознаванию фаз материи неизвестных квантовых состояний требует настолько огромных вычислительных ресурсов, что решить ее практически невозможно.
Квантовые компьютеры используют кубиты — квантовые биты, которые благодаря явлениям суперпозиции и запутанности могут обрабатывать множество вариантов одновременно. Это позволяет им решать сложные задачи экспоненциально быстрее обычных компьютеров. Однако новое исследование показало, что даже у настолько мощных устройств есть принципиальные ограничения.
В обычном мире отличить жидкость от газа довольно просто, но в квантовом мире все гораздо сложнее. Квантовые фазы материи существуют при абсолютном нуле температуры, и их свойства определяются квантовыми флуктуациями. Среди них встречаются топологические фазы, фазы с нарушенной симметрией и другие экзотические состояния.
«Квантовая механика открыла совершенно новые фазы материи, включая топологический порядок и симметрично-защищенные топологические фазы. Способность идентифицировать и характеризовать эти разнообразные фазы материи имеет фундаментальный интерес для физики и информатики и критически важна для развития квантовых технологий», — отмечают авторы работы.
Источник: hi-tech.mail.ru