24 подписчика
Бросая вызов квантовому превосходству: Удивительная мощь классических компьютеров
Учёные из Института Флэтайрон сделали неожиданное открытие: классические компьютеры могут превосходить квантовые в задачах моделирования сложных квантовых систем. Исследователи из Центра вычислительной квантовой физики (CCQ) смогли с помощью обычного компьютера успешно смоделировать поведение двумерной квантовой системы, которая ранее считалась доступной лишь для квантовых компьютеров. Этот результат ставит под сомнение представления о границе возможностей классических и квантовых вычислений.
Команда Джозефа Тиндалла из CCQ приняла вызов от IBM, объявившей в июне 2023 года, что их эксперимент с двумерной системой переворачивающихся магнитов можно выполнить только на квантовом компьютере. Казалось бы, задача действительно трудная: каждый из магнитов в системе может одновременно находиться в нескольких квантовых состояниях, что резко увеличивает уровень запутанности и сложность вычислений. Однако, проанализировав поведение системы, Тиндалл и его коллеги заметили интересное явление — эффект "конфайнмента". Он ограничивал распространение запутанности между магнитами, из-за чего её рост замедлялся, что позволило провести расчёты на классическом компьютере с минимальными затратами ресурсов.
Чтобы смоделировать систему, исследователи не применяли никаких экстраординарных методов, а напротив, использовали простую и элегантную комбинацию оптимизированных математических моделей и алгоритмов. Это позволило им за две недели воспроизвести результаты IBM и доказать, что даже классические компьютеры могут решать подобные задачи, если применить эффективные вычислительные подходы.
Вдохновлённые этими результатами, Тиндалл и его соавтор Дрис Селс разработали точную математическую модель, описывающую явление конфайнмента в двумерных квантовых системах. Их работа показала, что под влиянием конфайнмента система остаётся относительно стабильной, даже при изменениях, и не демонстрирует хаотичных состояний. Это открытие помогает глубже понять физику сложных квантовых систем и может стать важным инструментом для дальнейших исследований в квантовой физике и разработке квантовых симуляций.
Источник ✍️
1 минута
5 ноября 2024