Вчені спростили генерацію випадковості для квантових комп’ютерів

Новий метод покращує продуктивність квантових обчислень

Джерело: phys.org

Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту продемонстрували новий підхід до створення квантової випадковості, який може прискорити розвиток квантових технологій. Як йдеться в публікації журналу Science, команда Томаса Шустера показала, що для досягнення високоякісної випадковості не обов’язково задіювати складні або глибокі квантові схеми.

У класичних комп’ютерах інформація закодована в бітах — 0 або 1. У квантових — у кубітах, які можуть приймати обидва стани одночасно. Щоб продемонструвати перевагу квантових машин, науковці зазвичай «перемішують» кубіти в хаотичному порядку, але раніше це потребувало багато операцій і ризикувало зіпсувати крихкий квантовий стан.

Нова методика передбачає розбиття системи на менші блоки кубітів і створення випадковості на локальному рівні. Потім ці блоки можна «зшити» в єдину послідовність, яка імітує складне випадкове розташування, не втрачаючи точності.

За словами авторів, такий підхід дозволяє ефективно використовувати випадковість у масштабних квантових системах для шифрування, моделювання, визначення фаз матерії та навіть виявлення слідів вирубки лісів або джерел тепла вночі.

Крім практичного значення, дослідники вказують і на глибші наслідки: певні властивості природи, як-от топологічний порядок або причинність у квантовому світі, можуть бути принципово недоступними для спостереження за допомогою традиційних методів.