Создание квантовых компьютеров, умеющих решать принципиально новые задачи, видится делом отдалённого будущего. Однако с помощью инструментов, которые разработаны для достижения этой цели, уже в скором времени можно будет решать практические задачи. Недавно опубликованные результаты эксперимента по созданию системы взаимосвязанных фотонов позволяют рассчитывать на создание компьютера, способного моделировать новые вещества и материалы.
Классические компьютеры решают задачу моделирования веществ, основываясь на принципах термодинамики и лежащей в её основе статистической механики. Между тем, окружающий нас мир редко когда находится в статичном состоянии, и большинство наблюдаемых нами процессов далеки от равновесия. Изучение систем, находящихся в неравновесных состояниях, затрагивает такие области физики, как рассеяние энергии, квантовая декогерентность, переход квантовых систем к классичности, нарушение симметрии, а также сам процесс установления равновесия. Группа учёных из Принстонского университета и Цюрихского института теоретической физики для иследования этих областей физики использовала инструменты, ранее разработанные для квантовых вычислений.
В рамках эксперимента была сконструирована система сильно коррелирующих фотонов, демонстрирующая диссипативные квантовые свойства отдельного атома. Важно, что для изготовления симулятора использовались обычные для физики твёрдого тела технологии производства. Это даёт уверенность в возможности построения более сложных симуляторов, которые моделировали бы вещества на атомарном уровне. В перспективе это позволит создавать рабочие модели принципиально новых веществ. Итоги эксперимента также будут широко востребованы в физике конденсированных сред.
