Đội ngũ Mỹ phát hiện những vấn đề mà ngay cả máy tính lượng tử cũng không thể giải mã được

Các nhà nghiên cứu tại Caltech, do Thomas Schuster dẫn đầu, đã xác định những giới hạn nội tại trong khả năng của máy tính lượng tử trong việc giải quyết hiệu quả một số vấn đề phức tạp nhất định, cụ thể là trong việc xác định các pha của vật chất từ các trạng thái lượng tử chưa biết. Trong khi máy tính lượng tử tận dụng các qubit để xử lý đồng thời vô số khả năng, một số nhiệm vụ nhận dạng pha lượng tử vẫn vượt quá khả năng của chúng. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng khi độ dài tương quan (ξ)—đo lường mức độ ảnh hưởng lẫn nhau của các thuộc tính trong hệ lượng tử—tăng lên, thời gian tính toán cần thiết để xác định các pha cũng tăng theo cấp số nhân. Khi ξ tăng nhanh hơn logarit của kích thước hệ thống, vấn đề trở nên khó giải quyết hơn mức đa thức, khiến nó gần như không thể giải quyết trong khoảng thời gian hợp lý, ngay cả với các máy lượng tử. Phát hiện này làm nổi bật những giới hạn cơ bản trong việc khảo sát và hiểu các pha lượng tử phức tạp, chẳng hạn như trật tự topo và các pha topo được bảo vệ bởi đối xứng, vốn rất quan trọng đối với cả vật lý lý thuyết và sự phát triển công nghệ lượng tử. Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một số trạng thái lượng tử có các pha được xác định rõ ràng mà không có thí nghiệm lượng tử hiệu quả nào có thể nhận dạng một cách đáng tin cậy, tiết lộ những giới hạn vốn có trong đo lường và quan sát.