Исследователи выявили неожиданное использование теории относительности, предложенной Альбертом Эйнштейном: она может служить основой для создания нового поколения квантовых компьютеров. Специальная теория относительности, описывающая изменения пространства и времени на скоростях, приближающихся к световой, уже востребована в системах GPS и спутниковых технологиях. Теперь, под руководством Т. Рика Перша из Института «Периметр», учёные продемонстрировали, что релятивистские эффекты могут связывать квантовые биты (кубиты) посредством квантовой запутанности, если они совершают движения с очень высокими скоростями. Их работа представляет собой первую полноценную математическую модель такого компьютера, подобную детализированному рецепту приготовления хлеба: от необходимых компонентов до точных соотношений.
Команда Перша применила релятивистскую квантовую теорию информации, чтобы исследовать, каким образом крайне быстрое движение и активные взаимодействия с квантовыми полями воздействуют на кубиты. С помощью машинного обучения исследователи разработали короткие квантовые программы и создали алгоритм, который определяет оптимальное движение кубитов для выполнения задач. Например, они проверили модель на алгоритме квантового преобразования Фурье — универсальной программе, на основе которой строятся сложные вычисления, такие как алгоритм Шора, способный расшифровывать кодировки. Этот метод, как отмечает Эдуардо Мартин-Мартинес из Университета Ватерлоо, стал значительным прорывом, подтверждая возможность создания релятивистского квантового компьютера.
Реализация подобного компьютера пока остаётся далекой перспективой, требующей многих лет теоретических и инженерных исследований. Однако уже сейчас модель содействует более глубокому пониманию квантовых полей и обработки информации. Ученые намерены продолжать использование машинного обучения для исследования свойств этих полей и возможного раскрытия новых физических законов. Релятивистский подход не противоречит существующим технологиям, таким как сверхпроводящие кубиты, и способен их дополнить.
Источник: iXBT
