Квантовый компьютер решил задачу, которую ученые пытались решить более 100 лет

Ученые стоят на пороге революционного открытия в области квантовых вычислений, которое обещает переопределить возможности современной науки и технологии. Долгие годы исследователи всего мира пытались найти задачу, в решении которой квантовые компьютеры могли бы продемонстрировать неоспоримое превосходство над классическими аналогами. Кажется, такая задача наконец найдена.

Путь к открытию начался в 1994 году, когда Питер Шор разработал алгоритм для факторизации больших чисел на квантовом компьютере, подняв тем самым вопросы безопасности всего интернета. Но несмотря на свой потенциал, алгоритм Шора ограничивался узким спектром применений и столкнулся с возможностью того, что аналогичные результаты могут быть достигнуты на классических компьютерах.

Группа физиков из Калифорнийского технологического института представили прорыв, который может кардинально изменить ситуацию. Исследователи сосредоточились на изучении энергии квантовых систем и обнаружили задачу, которую квантовые машины могут решить легко, а для классических компьютеров она слишком сложная. Открытие имеет огромное значение для химии и материаловедения, где понимание квантовых систем играет ключевую роль.

Исследование касается свойств квантовых систем в различных энергетических состояниях, особенно интерес представляет наименее возбужденное состояние (основное состояние). Более 100 лет ученые пытались найти эффективный способ вычисления основного состояния системы из первых принципов, но так и не достигли успеха.

Новый подход ученых сосредоточен на определении локального минимального уровня энергии системы, что оказалось задачей, решаемой на квантовых компьютерах с гораздо большей эффективностью, чем на классических. Открытие не только демонстрирует потенциальное преимущество квантовых вычислений, но и открывает новые направления в исследованиях физических наук.

Результаты работы команды стали значительным прогрессом в теории квантовых алгоритмов и вызвали волну восторга среди ученых. В IBM подчеркнули, что такой результат является «значительным прогрессом в теории квантовых алгоритмов», отметив его значимость для химии и материаловедения.