Быстродействие квантовых компьютеров ниже, чем принято считать

Работа физиков из Национального Института Стандартов и Технологий (NIST) позволила сузить теоретические границы оценки предела скорости квантовых вычислений. В ней выяснялось насколько быстро информация может перемещаться в системе квантовых частиц, например, в группе индивидуальных атомов.

В 1970-е годы ученые впервые установили, насколько быстро информация может распространяться, если частица может напрямую обмениваться ею только с ближайшими соседями.

В дальнейших теоретических исследованиях рассматривалась также возможность того, что частица может непосредственно влиять и на более отдаленные от нее кубиты. В 2005 г. развитие этой идеи привело к значительному увеличению предела максимальной скорости. Полученные тогда результаты свидетельствовали, что даже если сила взаимодействия быстро уменьшается с расстоянием, время, необходимое для распространения по системе перепутывания, увеличивается лишь логарифмически с ростом ее размера. Это значит, что квантовое перепутывание всей системы происходит очень быстро.

Новая работа сотрудников NIST дает оценки, более близкие к результатам 70-х годов. Она показала, что время распространения демонстрирует степенную зависимость от размера системы, то есть, квантовые компьютеры при всём их превосходстве над обычными, всё же не являются такими «демонами скорости», какими было принято их считать.

«Чем жестче ограничения мы имеем, тем лучше, поскольку это означает более реалистичные ожидания того, что могут делать квантовые компьютеры», — отметил один из участников исследования, Фосс-Фейг (Michael Foss-Feig).