Квантовая запутанность ускоряет симуляции на квантовых компьютерах

Исследователи из Гонконгского университета совершили открытие, меняющее представление о квантовой запутанности. Ранее считавшаяся главным препятствием для классического моделирования квантовых систем, запутанность, как выяснилось, ускоряет аналогичные симуляции на квантовых компьютерах. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Моделирование динамической эволюции материи — одна из сложнейших задач физики и химии. В классических вычислениях высокая запутанность квантовых частиц делает симуляции экспоненциально труднее. Однако команда под руководством профессора Ци Чжао из HKU в сотрудничестве с коллегами из Фуданьского университета и Университета Мэриленда доказала обратное для квантовых симуляторов.

«Классические компьютеры боятся квантовой запутанности, но мы доказали, что квантовые компьютеры на самом деле "любят" её», — заявил профессор Ци Чжао. Высокая запутанность означает большее преимущество квантовых систем над классическими, что делает достижение «квантового превосходства» более реальным.

На основе открытия учёные разработали «адаптивный протокол симуляции», который в реальном времени оценивает ошибки и автоматически оптимизирует работу алгоритма. Это открывает путь к созданию более эффективных алгоритмов для моделирования материалов, химических реакций и задач физики высоких энергий, что может привести к прорывам в создании аккумуляторов, катализаторов и фармацевтических препаратов.

ИИ: Это фундаментальное исследование меняет парадигму, превращая главную проблему классических вычислений в ключевой ресурс для квантовых. В перспективе это может значительно ускорить разработку новых материалов и лекарств.