計(jì)算機(jī)找到不可能的解決方案，在自己的游戲中擊敗量子技術(shù)

今年早些時(shí)候，實(shí)驗(yàn)打破了預(yù)期突破極限人們認(rèn)為經(jīng)典計(jì)算的能力。老式的二進(jìn)制技術(shù)不僅破解了一個(gè)被認(rèn)為是量子處理獨(dú)有的問題，而且性能優(yōu)于它。

現(xiàn)在，美國熨斗研究所計(jì)算量子物理中心的物理學(xué)家對這一壯舉有了解釋，這有助于更好地定義兩種截然不同的數(shù)字運(yùn)算方法之間的界限。

該問題涉及模擬所謂的橫場 Ising（TFI） 模型，該模型描述了分布在空間中的粒子之間量子自旋態(tài)的對齊。

鑒于問題的性質(zhì)，它被認(rèn)為是測試當(dāng)前量子計(jì)算，它利用了存在于不確定狀態(tài)模糊中的未觀察到粒子背后的概率數(shù)學(xué)。

盡管那次測試很成功，后續(xù)實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)典計(jì)算機(jī)也可以做到這一點(diǎn)。

根據(jù)熨斗研究所的 Joseph Tindall 和 Dries Seels 的說法，這是可能的，因?yàn)橐环N行為稱為坐月子，其中極其穩(wěn)定的狀態(tài)出現(xiàn)在不確定粒子屬性的相互關(guān)聯(lián)的混沌中，為經(jīng)典計(jì)算機(jī)提供了它可以建模的東西。

“我們并沒有真正引入任何尖端技術(shù)，”說廷德爾?！拔覀円院啙崈?yōu)雅的方式將許多想法匯集在一起，使問題得以解決。”

該研究的關(guān)鍵是識(shí)別 TFI 模型中存在限制并加以利用。禁閉并不是一個(gè)新現(xiàn)象，但在此之前，它與模型無關(guān)。

限制將粒子保持在較小的簇中，限制了可用能量并為糾纏模式它可以在一個(gè)系統(tǒng)中傳播——那些概率組合是量子物理學(xué)的特征。這有點(diǎn)像只需要解決一個(gè)巨大拼圖的一個(gè)小角落，而不是整個(gè)謎題。

通過一系列模擬和計(jì)算，研究團(tuán)隊(duì)能夠證明，經(jīng)典計(jì)算機(jī)算法可以描述 TFI 模型中發(fā)生的情況，只是比量子計(jì)算機(jī).

“在這個(gè)系統(tǒng)中，磁鐵不會(huì)突然爬上來?！?a>說廷德爾?！八鼈儗?shí)際上只會(huì)在初始狀態(tài)附近振蕩，即使在很長的時(shí)間尺度上也是如此。”

“從物理學(xué)的角度來看，這非常有趣，因?yàn)檫@意味著系統(tǒng)仍處于具有非常特定結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，而不僅僅是完全無序的。”

這些發(fā)現(xiàn)對預(yù)期結(jié)果設(shè)定了限制量子計(jì)算機(jī)的潛力;具體來說，他們可能能夠承擔(dān)哪些傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)無法完成的任務(wù)（我們現(xiàn)在可以從列表中刪除這個(gè)任務(wù)）。然而，許多承諾仍有待實(shí)現(xiàn)，科學(xué)家們?nèi)栽谕苿?dòng)和刺激這些系統(tǒng)，看看有什么可能。

“量子計(jì)算可以做什么和經(jīng)典計(jì)算機(jī)可以做什么是有界限的?！?a>說廷德爾。

“目前，這個(gè)界限非常模糊。我認(rèn)為我們的工作有助于進(jìn)一步澄清這一界限。

該研究已發(fā)表在物理評論信.

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