Ученые провели самые масштабные квантовые вычисления

rimages.jpg

Американские и канадские ученые провели самое масштабное вычисление при помощи квантового компьютера на настоящий момент. Им удалось посчитать так называемые двухцветные числа Рамсея. Препринт статьи появился на сайте arXiv.org (1201.1842).

Теория Рамсея, названная в честь английского математика Франка Рамсея, - это раздел дискретной математики, занимающийся вопросами возникновения порядка в случайных системах. В частном случае, который изучался в работе, основная теорема звучит так - для любой пары чисел m и n найдется такое число R(m, n) (и называемое двухцветным числом Рамсея), что при любой раскраске полного графа с количеством вершин не меньше этого числа, в нем найдется либо полный подграф первого цвета, либо второго.
Примером на теорему Рамсея может служить следующая задача. Пусть решается вопрос о приглашении некоторого количества людей в гости. Мы знаем, что среди них нет n попарно знакомых, которые могли бы отделиться от общей вечеринки. Сколько надо пригласить людей, чтобы среди них было m попарно незнакомых?
Примечательно, что вычисление чисел Рамсея представляет сложнейшую задачу, поскольку проводится в лоб, громадным количеством переборов (например, до сих пор неизвестно R(5,5) - скорее всего оно лежит в пределах от 43 до 49). В рамках новой работы ученые использовали квантовый компьютер из 84 кубитов - квантовых аналогов бита, которые могут находится сразу в суперпозиции нескольких состояний.
В результате им удалось посчитать числа R(3,3), R(4,2), R(5,2), R(6,2), R(7,2) и R(8,2). По словам исследователей, предыдущим рекордом по вычислению было разложение на простые множители числа 143. Для этого использовалось всего 4 кубита. В свою очередь первым реальным вычислением считается разложение на множители числа 15 десять лет назад. В том первом опыте участвовали семь кубитов.