Генерация истинной случайности — больше не проблема. А вот её понимание — уже да
NewsMakerРеальность ускользает, как только мы пытаемся её вычислить.
Ученые из Калифорнийского технологического института показали , что генерация случайности на квантовых компьютерах может быть значительно проще, чем считалось ранее. Это открытие способно ускорить развитие квантовых технологий и сделать их более эффективными.
Квантовые компьютеры, в отличие от обычных, работают не с битами, а с кубитами — единицами, которые могут находиться в нескольких состояниях одновременно. Чтобы создать настоящую квантовую случайность, исследователям обычно приходилось многократно «перемешивать» кубиты, как тасуют колоду карт. Чем больше кубитов, тем сложнее становится задача и тем выше риск разрушить хрупкое квантовое состояние системы. Именно поэтому ранее предполагалось, что только небольшие квантовые устройства могут справляться с задачами, где важна случайность.
Однако исследование, опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что добиться нужного уровня хаотичности можно гораздо проще. Команда предложила разбиение всей системы кубитов на небольшие участки. Каждый из таких участков способен независимо генерировать случайность. Затем эти блоки можно соединить между собой, получая хорошо перемешанную систему в целом.
Такой подход позволяет экономить ресурсы и ускоряет работу, что открывает дорогу к созданию более масштабных квантовых устройств. Это особенно важно для задач в криптографии, моделировании и других практических приложениях, где важна работа с большой системой и при этом требуется сохранять случайность.
Более того, работа ученых приводит к неожиданным выводам о природе самой реальности. Они показали, что распознать некоторые фундаментальные свойства квантовой материи, такие как топологический порядок, невозможно ни с помощью квантовых, ни с помощью классических вычислений. Также стало ясно, что изучение эволюции квантовой системы или структуры причинности требует ресурсов, растущих экспоненциально, если не использовать методы обратного хода времени.
Исследование ставит под сомнение привычное представление о том, что мы всегда можем наблюдать и анализировать физические процессы. Оказалось, что сама природа может скрывать от нас информацию так быстро, что даже самые мощные вычислительные методы не смогут её уловить.
Ученые из Калифорнийского технологического института показали , что генерация случайности на квантовых компьютерах может быть значительно проще, чем считалось ранее. Это открытие способно ускорить развитие квантовых технологий и сделать их более эффективными.
Квантовые компьютеры, в отличие от обычных, работают не с битами, а с кубитами — единицами, которые могут находиться в нескольких состояниях одновременно. Чтобы создать настоящую квантовую случайность, исследователям обычно приходилось многократно «перемешивать» кубиты, как тасуют колоду карт. Чем больше кубитов, тем сложнее становится задача и тем выше риск разрушить хрупкое квантовое состояние системы. Именно поэтому ранее предполагалось, что только небольшие квантовые устройства могут справляться с задачами, где важна случайность.
Однако исследование, опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что добиться нужного уровня хаотичности можно гораздо проще. Команда предложила разбиение всей системы кубитов на небольшие участки. Каждый из таких участков способен независимо генерировать случайность. Затем эти блоки можно соединить между собой, получая хорошо перемешанную систему в целом.
Такой подход позволяет экономить ресурсы и ускоряет работу, что открывает дорогу к созданию более масштабных квантовых устройств. Это особенно важно для задач в криптографии, моделировании и других практических приложениях, где важна работа с большой системой и при этом требуется сохранять случайность.
Более того, работа ученых приводит к неожиданным выводам о природе самой реальности. Они показали, что распознать некоторые фундаментальные свойства квантовой материи, такие как топологический порядок, невозможно ни с помощью квантовых, ни с помощью классических вычислений. Также стало ясно, что изучение эволюции квантовой системы или структуры причинности требует ресурсов, растущих экспоненциально, если не использовать методы обратного хода времени.
Исследование ставит под сомнение привычное представление о том, что мы всегда можем наблюдать и анализировать физические процессы. Оказалось, что сама природа может скрывать от нас информацию так быстро, что даже самые мощные вычислительные методы не смогут её уловить.