3000 пересеченных узлов: точка, в которой квантовая система Helios оставит все суперкомпьютеры по всему миру
Миллиарды инвестиций не пошли только в математику.
Инвестиции в квантовые компьютеры составляют миллиарды долларов, но будут ли они оправданы? Ответ на этот вопрос будет известен только за многие годы. Однако в настоящее время появляется многообещающая область применения этих устройств — топологияраздел математики, которая изучает свойства форм, которые сохраняются в деформации.
В марте эксперты из британской компании Quantinuum представили революционное решение классической математической проблемы. Они разработали способ анализа закрытых линий в трехмерных пространствах — структурах, которые математики называют узлами. Этот тип конфигурации вокруг нас — от спиралей ДНК до магнитных полей звездS Впервые компьютерная система H2-2 удается быстро идентифицировать и систематизировать самые сложные пространственные клубки. Ильяс Хан, лидер разработки продуктов, объявил о создании еще более сложной машины: к концу года система Helios сможет выполнять задачи, которые подавляют даже для современных суперкомпьютеров.
Команда Majanicidis применяет сложные вычислительные методы для определения специальных математических характеристик — инвариантов. Эти величины, предлагаемые новозеландским математиком Вон Джонсом, позволяют проводить различие пространственных конфигураций. Принцип действия основан на том факте, что каждому фигуру присваивается уникальное число, которое сохраняется в каждом преобразовании. Например, если вы возьмете веревку и создаете из нее вязание, то при необходимости измените его форму, не прерывая нить, математическая природа останется неизменной.
На практике эксперты применяют математическую схему, созданную совместно Джонсом, Дорит Араровой и Зеф Ландау. Техника превращает плоские диаграммы в набор команд для компьютерной системы. Во время тестов конфигурация H2-2 успешно анализирует конфигурации, включающие более ста пересечений строк.
Подобные утверждения о «квантовом превосходстве» были сделаны ранее, но в большинстве случаев они ссылались на искусственно созданные проблемы без практической ценности. Традиционные вычислительные машины по -прежнему способны решать такие задачи. Тем не менее, следующая разработка британской компании сможет анализировать структуры с тысячами переплетов — такая сложность существующих технологий не может преодолетьС
«Теоретическая связь между пространственной геометрией и квантовыми узорами давно известна, но только сейчас мы смогли применить эти знания», — говорит Аарова.
Открытие также является важным практическим значением. Новый метод позволяет проверить правильность квантовых систем, сравнивая результаты для различных способов расположения узла. Это особенно ценно, потому что в будущем традиционные компьютеры будут бессильны для управления расчетами их квантовых аналогов.
Следующей целью ученых является реализация новой технологии для изучения гомологий сложных характеристик Хованов-Мор, которые показывают основную природу пространственных конфигураций. В январе международная команда теоретиков представила концепцию соответствующей математической схемы.
«Мы не полностью доказали экспоненциальное ускорение, но мы собрали серьезные доказательства в его пользу», — объясняет Александр Шмидхубер из Массачусетского технологического института.
«Удивительное сходство между геометрией пространства и законами микромика выявляет основные принципы природы», — рассуждала Аарова.
Она считает, что ключ может скрываться в явлении запутывания, в котором микрочастицы образуют одну систему, а также в способности некоторых квантовых состояний сохранять информацию в локальных эффектах — так же, как геометрические объекты не изменяют свою сущность в деформации.
