Квантовый компьютер — не просто набор кубитов, а целый город, где каждый житель — одно из возможных состояний всей машины. Жители знакомятся друг с другом через слабые взаимодействия между кубитами: если одно состояние может перейти в другое, между ними протягивается ниточка знакомства. Таких состояний очень много — как людей в мегаполисе, — но связи между ними не случайны.

Авторы новой работы построили карту этих знакомств для квантового компьютера. Оказалось, что она устроена как социальная сеть: от любого состояния до любого другого в среднем всего девять «рукопожатий» — примерно как шесть рукопожатий между людьми на Земле. Это свойство «тесного мира» означает, что информация может быстро распространяться по всей системе.

Такое слияние, как выяснилось, происходит ровно тогда, когда квантовый компьютер перестаёт вести себя предсказуемо и впадает в хаос. Раньше это можно было увидеть только в маленьких системах, потому что вычисления были чудовищно дорогими. Новый метод позволяет заглянуть в системы до тридцати кубитов — и увидеть, как рождается квантовый беспорядок.

Город-компьютер живёт по тем же законам, что и человеческое общество: несколько знакомств связывают всех, а при достаточной общительности возникает единая сеть. Понимание этой сети помогает инженерам строить квантовые машины, которые не теряются в хаосе, а используют его.