Классические компьютеры не уступают квантовым

И. Иванов

Некоторые специалисты считают, что квантовый компьютер может превзойти классический в скорости расчетов и эффективности использовании памяти. А это открывает путь к решению многих сложных задач и предсказанию новых физических явлений.

Более того, появление квантовых вычислений будет означать смену вычислительных парадигм. Если обычные компьютеры обрабатывают информацию в виде цифровых битов 0 и 1, то квантовые компьютеры используют квантовые биты, которые хранят много информации сразу в интервале значений между 0 и 1. Это и позволит разработать алгоритмы, которые сильно превзойдут классические аналоги.

Пока же квантовые компьютеры технически несовершенны и склонны к потере информации. И им все равно надо переводить ее в привычную классическую форму, необходимую для практических манипуляций с ней. Такими недостатками не страдают классические компьютеры, которые часто используют для повторения квантовых вычислений и их проверки. Некоторые классические алгоритмы при моделировании работы квантового компьютера могут имитировать даже потерю информации.

Группа ученых во главе с профессором физического факультета Нью-Йоркского университета Дрисом Селсом (Dries Sels) разработала методы классических вычислений, позволяющие имитировать квантовые вычисления с гораздо меньшими вычислительными ресурсами, чем прежде. Исследователи использовали инновационные методы, которые оказались более быстрыми и точными, чем, например, недавние вычисления на 127-кубитном квантовом процессоре фирмы IBM. Новый подход можно, к примеру, применять для моделирования динамики квантовых физических явлений.

Прорыв достигнут с помощью алгоритма, который сохраняет лишь часть информации, хранящейся в квантовом состоянии. Выбор различных представлений данных для классических расчетов напоминает выбор различных способов представления изображений. Ученые сравнивают работу своего алгоритма со сжатием изображения в компактный файл формата JPEG, что позволяет при удалении части информации получить изображение без заметной потери качества оригинала.

Исследование показало, что есть множество возможностей улучшить и классические, и квантовые вычисления. Оно подтверждает, насколько сложно достичь преимуществ с помощью подверженного ошибкам квантового компьютера. Так что классические компьютеры идут в ногу с квантовыми и пока превосходят их. Статья об исследовании находится в открытом доступе издания PRX Quantum.

Разные разности
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...