Российский квантовый симулятор впервые решил сложную физическую задачу, на которую ушла неделя работы мощного вычислительного кластера.
Группа российских ученых показала эффективное решение физической задачи на квантовом симуляторе. Симулятор всего из пяти кубитов многократно ускорил получение результата, на обработку математической модели которого 138-ядерный вычислительный кластер потратил около семи суток.
Ученые проверили, можно ли использовать российский квантовый симулятор, построенный на базе пяти сверхпроводящих кубитов для того, чтобы решить проблему роста объема вычислений, по мере увеличения числа взаимодействующих объектов.
Выяснилось, что подобной простой квантовой системы хватает для того, чтобы высчитать взаимодействия частиц света за два часа. Эксперимент показал, как именно сверхпроводниковые симуляторы могут помочь решать задачи материаловедения и исследовать не встречающиеся в естественной природе фазы вещества (например, сверхтекучие).
В представленной системе работу кубитов можно настроить таким образом, что они будут имитировать поведение фотонов или других бозонов согласно модели Бозе-Хаббарда. Фактически методом простого наблюдения (прямой спектроскопии) можно определить и просчитать поведение большого числа частиц за относительно короткое время.
Ранние квантовые симуляторы из-за своих несовершенств часто сталкивались с проблемой несоответствия объекту симуляции. В этом контексте скептики говорили, что эти машины симулируют исключительно сами себя. Мы же не пытались заставить систему работать против своей природы, а нашли физическую задачу — просчет поведения фотонов в модели Бозе-Хаббарда, максимально использующую ее внутренние возможности.
Глеб Федоров, аспирант МФТИ
Этот результат, полученный всего лишь на пяти кубитах-трансмонах, показывает, что разработка систем с большим числом кубитов позволит наблюдать поведение моделей, сложность расчета которых лежит далеко за пределами большинства суперкомпьютеров.
Читать далее
В атмосфере Венеры нашли естественное радиоизлучение
Ученые показали, как черная дыра разрывает звезду
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?