Класичний комп'ютер вирішив задачу, яка виявилася не під силу квантовому конкуренту

Це несподіване відкриття допомагає вченим краще зрозуміти межу, що розділяє можливості квантових і класичних комп'ютерів, і забезпечує основу для тестування нових квантових симуляцій.

Дослідники з Центру обчислювальної квантової фізики (CCQ) Інституту Флетайрон досягли значного прориву в розумінні можливостей як квантових, так і класичних комп'ютерів. Про це пише ресурс Interesting Engineering.

Науковці здивували наукову спільноту, успішно застосувавши класичний комп'ютер для розв'язання задачі, яка, як вважалося, під силу тільки квантовим технологіям. Це несподіване відкриття допомагає вченим краще зрозуміти межу, що розділяє можливості квантових і класичних комп'ютерів, і забезпечує основу для тестування нових квантових симуляцій.

Дослідницька група детально описала тонкощі квантової проблеми, з якою вони стикалися. Ця проблема включала двовимірну систему магнітів, що перевертаються, складний сценарій, який, на перший погляд, вимагав унікальних можливостей квантового комп'ютера.

Але вони виявили дивовижне явище, відоме як "утримання". Ця поведінка, що зазвичай спостерігається в одновимірних системах, ефективно обмежує зростання заплутаності. Для контексту: квантова заплутаність — це своєрідний зв'язок між частинками, за якого вони стають нерозривно пов'язаними і розділяють одну й ту саму долю, незалежно від того, наскільки далеко вони знаходяться одна від одної. Саме ця заплутаність часто робить квантові системи настільки складними для моделювання на класичних комп'ютерах.

"Тоді як класичні обчислення обмежені бінарними операціями з одиницями і нулями, квантові комп'ютери можуть використовувати кубіти, які можуть одночасно представляти як 0, так і 1, для обробки інформації принципово в інший спосіб", — пояснюється в прес-релізі.

Примітно, що ефект обмеження виникає через обмеження енергії в замкнутій квантовій системі, що досліджується. Ця обмежена енергія, своєю чергою, обмежує кількість магнітів, які можуть перевертатися, що безпосередньо обмежує зростання заплутаності.

Це дало змогу класичному комп'ютеру ефективно моделювати поведінку системи, перевершивши в цьому процесі свого конкурента.

Існує якась межа, яка розділяє те, що можна зробити за допомогою квантових обчислень, і те, що можна зробити за допомогою класичних комп'ютерів. На даний момент ця межа неймовірно розмита. Я думаю, що наша робота допомагає трохи прояснити цю межу, — додав Тіндалл.

У червні 2023 року дослідники IBM опублікували статтю, в якій стверджувалося, що вони провели симуляцію складної системи з використанням квантового комп'ютера. За їхніми словами, вирішити це завдання за допомогою класичного комп'ютера неможливо. Однак Тіндалл і його колеги успішно розв'язали те саме завдання, використовуючи класичний комп'ютер лише за два тижні.

Це несподіване відкриття не тільки пропонує основу для тестування нових квантових симуляцій, а й припускає, що обмеження може бути характерною рисою інших двовимірних систем.