Ученые доказали, что квантовому компьютеру требуется меньше памяти

Эйнштейн однажды сказал, что «Бог не играет в кости со Вселенной», выражая свое несогласие с идеей внутреннего хаоса, присущего квантовым частицам. Но теоретические исследования показали, что этот хаос и есть необходимый ингредиент для сокращения затрат на память при моделировании частично случайной статистики, считает доктор Майл Гу, член команды теоретиков.

В отличие от бинарной системы квантовые биты могут одновременно быть и нулем, и единицей (квантовая суперпозиция). В опубликованной в журнале статье Science Advances ученые утверждают, что эта свобода позволяет квантовым компьютерам хранить множество различных состояний системы, которая моделируется в различных суперпозициях, тратя меньше ресурсов памяти, чем классический компьютер.

Ученые создали экспериментальный квантовый симулятор, в котором друг с другом взаимодействовали два фотона. Они измерили требования к памяти этой модели и сравнили их с фундаментальными требованиями классической модели, которую используют для симуляции специфических частично случайных событий.

Результаты показали, что квантовая система способна завершить задачу, сохранив гораздо меньше информации, чем классический компьютер — в лучшем случае, в 20 раз. В дальнейшем ученые планируют применить свою модель к гораздо более сложными проблемам, пишет Phys.org.

«Стивен Хокинг однажды заметил, что XXI век — это „век запутанности“, поскольку многие наиболее серьезные проблемы, такие как понимание происходящих климатических изменений или создание транспортной системы, включают огромное количество переплетающихся компонентов», — говорит профессор Джефф Прайд. — Для моделирования этих процессов требуются хранилища беспрецедентного объема данных. Наш эксперимент показал, что решение может дать квантовая теория, закодировав эти данные в квантовую систему».

Эксперимент по наблюдению за фазовым переходом первого порядка в диссипативной квантовой системе провели недавно физики из Института науки и техники Австрии. Они стали свидетелями прорыва фотонной блокады и превращения состояния системы из непрозрачного в прозрачное.