Лёгких путей в квантовых вычислениях не бывает ⚡ экспресс
Неэрмитовы квантовые системы (где состояния теряют нормировку) изучались на предмет вычислительных преимуществ. Оказалось, что при полиномиальных затратах они способны на постселекцию — отбор маловероятных исходов, что эквивалентно классу PP и считается неосуществимым. Это как если бы обычный компас вдруг указывал на зарытый клад. Реальное масштабируемое преимущество поэтому сомнительно. Показано также, что если «очищенная» модель относится к классу эффективно симулируемых (скажем, схемы Клиффорда), то добавление неэрмитовости не даёт выигрыша.
Квантовые компьютеры танцуют обратимый вальс: шаг вперёд — шаг назад, и система в исходной точке. Но в некоторых процессах танцор исчезает в темноте без возврата. Такие необратимые шаги добавляют в систему энтропию — меру необратимого беспорядка. Если бы квантовый компьютер мог легко исполнять такие финты, он бы решал задачи, на которые у обычных машин ушла бы вечность. Это нарушало бы все известные правила сложности вычислений. Однако та же логика подсказывает: лёгких путей нет. Удивительно, но схожая безвозвратная потеря информации происходит у чёрных дыр, и эта загадка заставила Хокинга пересмотреть собственные взгляды. Природа не терпит вседозволенности — даже в квантовом мире.
🎯 Обратимость вычислений в квантовом мире не прихоть, а следствие закона сохранения энергии — принципа, работающего с паровых машин до наших дней.