admin 
Tačiau ne į visus klausimus apie kvantines sistemas lengviau atsakyti naudojant kvantinius algoritmus. Kai kurie yra vienodai lengvi klasikiniams algoritmams, kurie veikia įprastuose kompiuteriuose, o kiti yra sunkūs tiek klasikiniams, tiek kvantiniams.
Norėdami suprasti, kur kvantiniai algoritmai ir kompiuteriai, galintys juos paleisti, gali suteikti pranašumų, mokslininkai dažnai analizuoja matematinius modelius, vadinamus sukimosi sistemomis, kurie fiksuoja pagrindinį sąveikaujančių atomų matricų elgesį. Tada jie gali paklausti: ką veiks gręžimo sistema, kai paliksite ją vieną tam tikroje temperatūroje? Būsena, kurioje ji nusistovi, vadinama jos šiluminės pusiausvyros būsena, lemia daugelį kitų jo savybių, todėl mokslininkai jau seniai siekė sukurti algoritmus, kaip rasti pusiausvyros būsenas.
Ar tiems algoritmams tikrai naudinga, kad jie yra kvantiniai, priklauso nuo atitinkamos sukimosi sistemos temperatūros. Esant labai aukštai temperatūrai, žinomi klasikiniai algoritmai gali lengvai atlikti darbą. Problema tampa sunkesnė, nes temperatūra mažėja ir kvantiniai reiškiniai stiprėja; kai kuriose sistemose net kvantiniams kompiuteriams tai per sunku išspręsti per bet kokį pagrįstą laiką. Tačiau viso to detalės lieka miglotos.
„Kada eini į erdvę, kur tau reikia kvanto, o kada į erdvę, kur kvantas tau net nepadeda? sakė Ewinas Tangas, Kalifornijos universiteto Berklyje mokslininkas ir vienas iš naujojo rezultato autorių. „Ne tiek daug žinoma“.
Vasario mėnesį Tangas ir Moitra pradėjo galvoti apie šiluminės pusiausvyros problemą kartu su kitais dviem MIT kompiuterių mokslininkais: doktorantu Aineshu Bakshi ir Moitros absolventu Allenu Liu. 2023 m. jie visi bendradarbiavo kurdami novatorišką kvantinį algoritmą, skirtą kitokiai užduočiai, susijusiai su sukimosi sistemomis, ir ieškojo naujo iššūkio.
„Kai dirbame kartu, viskas teka“, – sakė Bakshi. „Tai buvo nuostabu.”
Iki šio 2023 m. proveržio trys MIT mokslininkai niekada nedirbo su kvantiniais algoritmais. Jų pagrindai buvo mokymosi teorija, kompiuterių mokslo poskyris, kuriame pagrindinis dėmesys skiriamas statistinės analizės algoritmams. Tačiau, kaip ir visur ambicingi aukštaūgiai, jie į savo santykinį naivumą žiūrėjo kaip į pranašumą, į būdą pažvelgti į problemą šviežiomis akimis. „Viena iš mūsų stiprybių yra ta, kad mes nežinome daug kvantų“, – sakė Moitra. „Vienintelis kvantas, kurį mes žinome, yra kvantas, kurio mus išmokė Ewinas.
Komanda nusprendė sutelkti dėmesį į santykinai aukštą temperatūrą, kur mokslininkai įtarė, kad egzistuoja greiti kvantiniai algoritmai, nors niekas to negalėjo įrodyti. Netrukus jie rado būdą pritaikyti seną techniką iš mokymosi teorijos į naują greitą algoritmą. Tačiau jiems rašant darbą kita komanda pasiekė panašų rezultatą: įrodymą, kad ankstesniais metais sukurtas daug žadantis algoritmas gerai veiks esant aukštai temperatūrai. Jie buvo išsemti.
Staigi mirtis atgimsta
Šiek tiek sutrikęs, kad jie užėmė antrąją vietą, Tang ir jos bendradarbiai pradėjo susirašinėti su Álvaro Alhambra, Madrido Teorinės fizikos instituto fiziku ir vienu iš konkuruojančio straipsnio autorių. Jie norėjo išsiaiškinti skirtumus tarp rezultatų, kuriuos jie pasiekė savarankiškai. Tačiau kai Alhambra perskaitė preliminarų keturių tyrėjų įrodymų projektą, jis nustebo sužinojęs, kad tarpiniame etape jie įrodė dar ką nors: bet kurioje sukimosi sistemoje esant terminei pusiausvyrai susipainiojimas visiškai išnyksta virš tam tikros temperatūros. „Aš jiems pasakiau: „O, tai labai labai svarbu“, – sakė Alhambra.
