计算机找到不可能的解决方案,在自己的游戏中击败量子技术
今年早些时候,实验打破了预期突破极限人们认为经典计算的能力。老式的二进制技术不仅破解了一个被认为是量子处理独有的问题,而且性能优于它。
现在,美国熨斗研究所计算量子物理中心的物理学家对这一壮举有了解释,这有助于更好地定义两种截然不同的数字运算方法之间的界限。
该问题涉及模拟所谓的横场 Ising(TFI) 模型,该模型描述了分布在空间中的粒子之间量子自旋态的对齐。
鉴于问题的性质,它被认为是测试当前量子计算,它利用了存在于不确定状态模糊中的未观察到粒子背后的概率数学。
尽管那次测试很成功,后续实验表明,经典计算机也可以做到这一点。
根据熨斗研究所的 Joseph Tindall 和 Dries Seels 的说法,这是可能的,因为一种行为称为坐月子,其中极其稳定的状态出现在不确定粒子属性的相互关联的混沌中,为经典计算机提供了它可以建模的东西。
“我们并没有真正引入任何尖端技术,”说廷德尔。“我们以简洁优雅的方式将许多想法汇集在一起,使问题得以解决。”
该研究的关键是识别 TFI 模型中存在限制并加以利用。禁闭并不是一个新现象,但在此之前,它与模型无关。
限制将粒子保持在较小的簇中,限制了可用能量并为纠缠模式它可以在一个系统中传播——那些概率组合是量子物理学的特征。这有点像只需要解决一个巨大拼图的一个小角落,而不是整个谜题。
通过一系列模拟和计算,研究团队能够证明,经典计算机算法可以描述 TFI 模型中发生的情况,只是比量子计算机.
“在这个系统中,磁铁不会突然爬上来。”说廷德尔。“它们实际上只会在初始状态附近振荡,即使在很长的时间尺度上也是如此。”
“从物理学的角度来看,这非常有趣,因为这意味着系统仍处于具有非常特定结构的状态,而不仅仅是完全无序的。”
这些发现对预期结果设定了限制量子计算机的潜力;具体来说,他们可能能够承担哪些传统计算系统无法完成的任务(我们现在可以从列表中删除这个任务)。然而,许多承诺仍有待实现,科学家们仍在推动和刺激这些系统,看看有什么可能。
“量子计算可以做什么和经典计算机可以做什么是有界限的。”说廷德尔。
“目前,这个界限非常模糊。我认为我们的工作有助于进一步澄清这一界限。
该研究已发表在物理评论信.