Квантовые компьютеры оказались бесполезными там, где на них возлагали надежды

Расчеты в области квантовой химии считаются перспективным применением для квантовых компьютеров, однако новый анализ французских физиков-теоретиков, опубликованный в Physical Review B, ставит это под сомнение.

Исследователи оценили эффективность двух ведущих квантовых алгоритмов для расчета молекулярных энергий. Анализ разделен на две части: для существующих «зашумленных» квантовых компьютеров и для будущих отказоустойчивых систем.

Для подверженных ошибкам компьютеров используется вариационный квантовый собственный решатель (VQE). Чтобы он мог конкурировать по точности с классическими алгоритмами, уровень шума необходимо подавить до состояния, фактически равного отказоустойчивости, чего пока нет.

Для будущих отказоустойчивых систем предназначен алгоритм квантовой оценки фазы (QPE). Однако здесь возникает проблема «ортогональной катастрофы»: с увеличением размера молекул вероятность вычисления их минимального энергетического уровня падает экспоненциально. Таким образом, даже с идеальными квантовыми компьютерами найдется лишь небольшое число случаев, где QPE будет оптимальным выбором.

Как отмечают ученые, способность запускать QPE стоит рассматривать скорее как показатель зрелости технологии, а не как повседневный инструмент для химиков. Исследование ставит под сомнение, является ли квантовая химия «золотой жилой» для квантовых компьютеров, хотя существуют и другие способы их применения, например, моделирование химических систем после лазерного облучения.

Источник: vk.com

Комментарии: