arXiv: Ученые нашли непостижимую для квантовых компьютеров задачу

Ученые выявили сценарий, при котором даже самые производительные квантовые компьютеры могут оказаться неспособны решить определенный тип задач.

Согласно данным, опубликованным arXiv, существуют квантовые фазы материи, которые могут быть математически неразрешимыми.

Речь идет о редких экзотических квантовых состояниях. Несмотря на низкую вероятность их появления в реальных экспериментах, их изучение помогает понять фундаментальные ограничения квантовых технологий. Ранее считалось, что подобные явления непостижимы как для человека, так и для вычислительных машин.

В современной физике фазы материи играют ключевую роль. Классические фазы описываются моделью Ландау, где переход между состояниями объясняется нарушением симметрии. Однако некоторые квантовые, например топологические, выходят за пределы этой модели и обладают особыми математическими свойствами. Алгоритмы для их распознавания требуют вычислительных ресурсов и времени, которыми не обладают даже современные суперкомпьютеры.

Команда физиков провела математический анализ, в рамках которого квантовому компьютеру была поставлена задача определить фазу неизвестного квантового состояния по набору данных. Расчеты показали, что выполнение такой операции, даже при наличии огромной вычислительной мощности, заняло бы от нескольких десятков до сотен лет.

Тем не менее, исследователи считают эту работу важной, поскольку она демонстрирует потенциал квантовых технологий.