Учёные из Caltech выявили ограничения квантовых компьютеров

Квантовые компьютеры часто рассматриваются как устройства будущего, способные решать задачи, которые классическим компьютерам потребовались бы тысячелетия. Они используют кубиты, которые одновременно находятся в нескольких состояниях благодаря эффектам суперпозиции и запутанности, что позволяет обрабатывать огромное количество вариантов одновременно и получать результаты с высокой скоростью. Тем не менее, учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech) во главе с Томасом Шустером обнаружили задачу, с которой даже квантовые компьютеры не справляются эффективно: определение фаз материи из неизвестных квантовых состояний. В обычной физике различить жидкости и газы просто, но в квантовом мире ситуация сложнее. Квантовые фазы материи возникают при абсолютном нуле, и их поведение полностью определяется законами квантовой механики и её флуктуациями. Существуют различные типы фаз, включая топологические и несбалансированные (неравновесные), каждая из которых обладает уникальными свойствами. Иллюстрация: Sora Исследователи подчёркивают, что открытие и понимание таких фаз важно не только для фундаментальной физики, но и для разработки квантовых технологий следующего поколения. Некоторые фазы, например топологический порядок, крайне сложно идентифицировать даже с помощью квантовых компьютеров. Сложность растёт с увеличением корреляционной длины системы, ξ, которая показывает, на какое расстояние свойства одного элемента системы влияют на другие. В статье показано, что по мере роста ξ время вычислений увеличивается экспоненциально. Если ξ растёт быстрее, чем логарифм размера системы, то задача становится суперполиномиальной, то есть практически нерешаемой в разумные сроки. Это указывает на фундаментальные ограничения квантовых компьютеров при анализе сложных квантовых фаз. Шустер и его команда также отметили, что для некоторых классических и квантовых состояний фаза материи формально определена, но ни один квантовый эксперимент не может её эффективно выявить. Это выявляет внутренние ограничения в распознавании определённых сложных фаз. Работа подчёркивает, что ключевые физические свойства — такие как время эволюции, фазы материи и причинная структура — могут быть слишком сложны для измерения стандартными квантовыми экспериментами. В будущем учёные планируют определить, какие свойства делают распознавание фаз более практичным, и разработать подходы для более эффективного анализа реальных квантовых систем.

Сообщает www.ixbt.com

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

20:04, 20 Апр Шведские учёные предложили архитектуру «гигантских супер-атомов» для масштабируемых квантовых компьютеров Новая теоретическая модель объединяет гигантские атомы и супер-атомы, снижая влияние декогеренции и упрощая управление квантовой информациейИсследова...

IBM 115 лет инноваций: от табуляторов до искусственного интеллекта и квантовых компьютеров 02:04, 17 Июн IBM — 115 лет инноваций: от табуляторов до искусственного интеллекта и квантовых компьютеров 16 июня 2026 года исполняется 115 лет со дня основания компании IBM — одной из немногих технологических корпораций, которой удалось не просто пережит...

12:32, 31 Окт Microsoft представила новые иконки для пакета приложений Office Microsoft официально представила новые иконки для пакета приложений Office, которые, впрочем, энтузиасты SMM агентство обнаружили ещё в апреле. Обнов...

17:04, 13 Сен PsiQuantum привлекла $1 млрд для создания первых коммерческих квантовых компьютеров Компания PsiQuantum объявила о привлечении $1 млрд в рамках раунда Series E для реализации коммерчески проектов отказоустойчивых квантовых компьютеро...

21:10, 20 Июл Təhsil müəssisələrində yeni avadanlıqlar quraşdırıldı, şagirdlər müasir biliklərə yiyələnməyə başladılar. Universitetlər beynəlxalq əməkdaşlıq proqramlarına qoşuldular. Sənaye müəssisələri modernləşdirildi, nəticədə minlərlə yeni iş yeri yarandı. Əhalinin həyat səviyyəsi xeyli yaxşılaşdı, çünki sosial proqramlar uğur...

11:04, 28 Сен В России начали разработку оптимальных алгоритмов для ионных квантовых компьютеров Научный сотрудник Физического института РАН (ФИАН) Илья Семериков на Мировой атомной неделе рассказал, что квантовые вычисления представляют собой но...

19:04, 18 Фев Открытие российских ученых может упростить создание квантовых компьютеров Сотрудники кафедры физики твердого тела и наносистем НИЯУ МИФИ к.ф.-м.н., доцент Андрей Красавин и к.ф.-м.н. Вячеслав Неверов нашли новый способ обна...

09:04, 08 Окт В России используют открытия нобелевских лауреатов по созданию квантовых компьютеров Главный научный сотрудник Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, заведующий отделом физики сверхпроводников Института физики ...

23:04, 12 Авг В России освоили новейшую технологию увеличения мощности квантовых компьютеров Это важный шаг к созданию квантового вычислителя для практических задачУчёные Квантового проекта Росатома освоили планарную технологию увеличения мощ...

22:04, 12 Май Криогенный прорыв: нидерландский стартап FrostByte привлёк €1,3 млн на разработку уникальных чипов cryo-CMOS для квантовых компьютеров Технология позволит размещать управляющую электронику внутри криостатов, устраняя «лес кабелей», который мешает масштабированию квантовых системНидер...

14:04, 18 Сен Ученые ФИАН установили мировой рекорд точности квантовых вычислений Группа российских ученых добилась самой высокой точности квантовых вычислений, экспериментально продемонстрировав успех на задаче поиска по неупорядо...

03:04, 23 Дек Российские ученые ведут разработку новых квантовых сенсорных систем Российские научные центры к 2031 году планируют создать свыше шести прикладных систем на основе квантовых сенсоров второй волны квантовой революции. ...

09:04, 28 Июн Ученые разрабатывают технологию создания квантовых материалов из дешевой алмазной пыли Учёные из Мельбурнского университета, Австралийского научного агентства CSIRO и Национального института квантовых наук и технологий Японии (QST) нача...

15:04, 15 Авг Российские учёные создали первый в мире лазер на токе для квантовых чипов Учёные из ИТМО, Сколтеха и НИУ ВШЭ первыми в мире создали перовскитный лазер, который работает напрямую от электрического тока. Разработка подключает...

14:04, 21 Окт Учёные используют человеческий мини-мозг для питания компьютеров В лаборатории в живописном швейцарском городе Веве ученый вводит крошечным группам клеток человеческого мозга богатую питательными веществами жидкост...

11:04, 21 Фев Прорыв в квантовых компьютерах: учёные научились отслеживать флуктуации кубитов в реальном времени Кубиты — основа квантовых компьютеров — могут менять свои характеристики за доли секунды, что затрудняет создание стабильных и масштабиру...

00:04, 11 Июл Конец выгоранию? Ученые нашли способ продлить жизнь квантовых светодиодов в тысячи раз Новая технологи позволит сделать телевизоры на базе квантовых точек более долговечнымиИсследователи из Массачусетского технологического института (MI...

22:04, 18 Мар Ученые выявили новый опасный подтип рака крови В Японии специалисты Национального онкологического центра идентифицировали ранее неизвестный и крайне агрессивный подтип рака крови, который поражает...

01:04, 03 Окт Ученые МГУ выявили связь гена FLAD1 с надпочечниковой недостаточностью В пресс-службе Московского государственного университета (МГУ) им. М. В. Ломоносова сообщили, что ученые НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Б...

08:04, 12 Янв Ученые выявили волны до 20 метров, угрожающие подводным судам на Севморпути В проливе Вилькицкого на Северном морском пути зафиксированы опасные внутренние волны высотой до 20 метров, представляющие угрозу для подводных лодок...

07:04, 08 Окт Ученые выявили связь между жестокостью к животным и отклонениями психики Ученые из Сербии обнаружили связь между психопатией и верой в то, что животные не достойны жалости из-за того, что люди имеют моральное превосходство...

08:04, 22 Сен Ученые выявили новых био-убийц наполеоновской армии в 1812 году При морозе до -30, голодные и преследуемые российскими войсками, казаками и ополченцами, солдаты наполеоновской армии с трудом отступали. Из-за холод...

11:04, 05 Ноя Испанские ученые выявили генетическую причину нового неврологического заболевания Специалисты из Испании совместно с зарубежными коллегами выявили новую крайне редкую мутацию гена, поражающую белое вещество мозга и вызывающую когни...

09:04, 07 Окт Ученые выявили скрытое влияние привычных продуктов на работу мозга Ультрапереработанные продукты способны менять реакцию мозга на пищу, даже если по калорийности и содержанию основных питательных веществ не отличаютс...

21:04, 06 Окт Камчатские учёные выявили водоросль, погубившую донных животных в 2020 году Учёные Камчатского филиала ВНИРО впервые зафиксировали в Авачинской губе динофлагелляты Karenia cf. breve и Karenia cf. selliformis. Пробы отобрали 2...

22:04, 08 Апр Bitcoin получил 3-5 лет на защиту от квантовых атак Bitcoin не взорвётся от квантовых вычислений завтра утром, но у него появился неприятный дедлайн: Bernstein считает, что у индустрии есть примерно 3—...

16:04, 16 Май Алгоритм из Аалто ускорил расчёт квантовых материалов Физики из Университета Аалто заявили, что научились почти мгновенно просчитывать квантовые материалы, которые раньше упирались в вычислительную стену...

02:04, 26 Сен Нужен ли антивирус для компьютеров Mac Долгое время считалось, что владельцам Mac антивирусы не нужны. Причин было две: маленькая доля рынка и встроенные механизмы защиты macOS, которые де...

11:04, 25 Окт IBM запускает ключевой алгоритм квантовых вычислений на стандартных чипах AMD Компания IBM объявила, что успешно запустила один из своих квантовых алгоритмов коррекции ошибок на стандартных программируемых микросхемах (FPGA) пр...

17:04, 08 Окт Росатом запустил шесть проектов по разработке квантовых сенсоров Росатом начал реализацию первых шести проектов по созданию квантовых сенсоров. Эти устройства нужны там, где требуются абсолютная точность и стабильн...

17:04, 19 Мар Российский рынок компьютеров рухнул на 30%. Что случилось Продажи настольных компьютеров в России обвалились на четверть из-за резкого удорожания электронных компонентов. Аналитики не ждут восстановления рын...

11:04, 13 Ноя Как изменилась производительность компьютеров Mac за 5 лет. Сравнение процессоров M1 и M5 Ровно пять лет назад, 10 ноября 2020 года, Apple представила первый процессор собственной разработки для Mac — чип M1. Он стал началом новой эпохи, з...

07:04, 08 Окт Эксперт Побединский: Нобелевские лауреаты по физике заложили основу для квантовых вычислений «Квантовые компьютеры, которые сейчас активно развиваются, в некоторых задачах могут стать быстрее классических в миллиарды раз», – рассказал газете ...

18:04, 18 Авг «Только для учёбы, мам» - Подборка лучших «студенческих» компьютеров Компьютеры делились по 2 параметрам: учёба и развлечения. Мощность компьютеров очень важна для тех, кто решил заниматься 3D моделированием, фото- или...

16:04, 30 Дек Использование микроволновых импульсов для устранения утечек в квантовых компьютерах делает их более надежными Ученые разработали новый подход к исправлению распространенных ошибок в квантовых вычислениях, который может проложить путь к созданию более надежных...

13:04, 12 Мар 4 новые функции компьютеров Mac, которые появились в macOS Tahoe 26.4 Каждое обновление macOS приносит что-то новое, но далеко не всегда пользователи замечают разницу. С macOS Tahoe 26.4 ситуация другая: Apple добавляет...

12:04, 11 Ноя Новые настройки экрана блокировки компьютеров Mac в macOS Tahoe 26 Apple продолжает прокачивать кастомизацию в операционных системах всех своих устройств. И если на iPhone и iPad можно разгуляться как следует, то в к...

13:04, 07 Сен Точка забывания на краю бездны: физики открыли скрытый механизм стирания квантовых данных Представьте среду, которая обладает памятью: она хранит информацию о своем прошлом состоянии. Обычно эта память стирается со временем, и чем выше тем...

05:04, 21 Окт На химфаке МГУ выявили заболевание корью В московском университете выявлен заболевший корью первокурсник, после чего начата иммунизация и рассматривается перевод студентов на дистанционное о...

01:04, 30 Окт Что нового появится в macOS Tahoe 26.1 и когда выйдет обновление для компьютеров Mac Apple выпустила macOS Tahoe 26.1 Release Candidate для разработчиков и участников программы публичного бета-тестирования. Эта версия является финальн...

19:04, 30 Окт Mac на Intel всё! Apple прекращает поддержку старых компьютеров и не обновит их на macOS 27 Apple официально подтвердила завершение эпохи Intel в своих компьютерах. Компания объявила, что macOS 27 станет первой системой, полностью лишённой п...

16:04, 24 Дек Кибератака вывела из строя тысячу компьютеров водного ведомства Румынии В Румынии в результате кибератаки с использованием вымогательского шифрования были выведены из строя около 1000 компьютеров в системе управления водн...

12:04, 31 Июл Вооруженный преступник попытался украсть семь компьютеров из минздрава Франции В Париже задержали рецидивиста, который проник в министерство здравоохранения и попытался вынести в сумках семь рабочих компьютеров. Ранним утром зло...

10:04, 22 Авг Вышла macOS Sequoia 15.6.1. Почему это обновление для компьютеров Mac нельзя пропускать Apple выпустила небольшое, но очень важное обновление macOS Sequoia 15.6.1. На первый взгляд в нем нет ничего нового, ника�