Исследователи из Чжэцзянского университета и Университета Лидса разработали новый метод поиска повторяющихся паттернов в хаотических квантовых системах. Подход, описанный в статье в журнале Nature Physics, позволил выявить устойчивый повторяющийся паттерн в квантовом процессоре с несколькими взаимодействующими кубитами. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
В сложных квантовых системах компоненты быстро теряют узнаваемые черты начального состояния из-за взаимодействий. Учёные использовали обратную связь: квантовый процессор подготавливал систему, давал ей короткую эволюцию, а обычный компьютер анализировал измерения и подбирал простое квантовое состояние, максимально близкое к результату. Этот цикл повторялся, постепенно выводя систему на регулярное движение.
Метод испытали на 24-кубитной лестничной системе, выбранной из сверхпроводящего процессора, содержащего более 100 кубитов. Ключевое преимущество подхода — каждый раунд требует лишь короткого периода квантовой эволюции и простых измерений отдельных кубитов, что позволяет применять его на современных процессорах.
«Самое поразительное открытие — существование целых "островов" регулярного движения в море хаотического поведения, — отметил старший автор работы Златко Папич. — Такая структура очень распространена в классических системах, например, так работает Солнечная система: планеты движутся почти периодически, а общее движение системы хаотично. Однако аналогичные структуры в квантовых многочастичных системах ранее не наблюдались».
Исследователи планируют выяснить, насколько широко распространено обнаруженное явление, какие квантовые системы поддерживают такие «острова» и как они меняются при изменении числа и расположения кубитов. Они также хотят прояснить связь этого феномена с так называемыми квантовыми шрамами — явлением, когда система периодически возвращается к исходной конфигурации.