Науковці з Фінляндії зробили значний крок уперед у розробці квантових технологій, представивши новий алгоритм для аналізу надскладних матеріалів. Цей інструмент дозволяє моделювати структури, які раніше вважалися недоступними навіть для найпотужніших суперкомп'ютерів. Дослідження відкриває нові горизонти для створення матеріалів із унікальними властивостями, необхідними для розвитку майбутніх квантових комп'ютерів.

У центрі уваги вчених знаходяться квазікристали та супермуарні матеріали, будова яких має впорядковану, але неперіодичну структуру. Моделювання таких систем вимагає обробки квадрильйонів параметрів, що виходить за межі можливостей традиційних обчислювальних методів. Зокрема, накладання шарів графену може створювати муар-патерни, що надають матеріалам здатність до надпровідності.

Команда кафедри прикладної фізики Aalto University запропонувала рішення на основі тензорних мереж. Цей підхід дозволяє ефективно працювати з експоненційно великими масивами даних, кодуючи квантові системи як багаточастинкові. Провідний автор дослідження Тіаго Антао зазначив, що алгоритм успішно протестовано в симуляціях і працює зі системами, які перевищують можливості звичайних методів на порядки.

Результати роботи опубліковано в науковому виданні Physical Review Letters. Дослідження демонструє взаємозв'язок між розвитком квантових матеріалів та створенням квантових обчислювальних пристроїв. Це формує продуктивний двосторонній зв'язок, який прискорює інновації в обох напрямках одночасно.

У майбутньому цей алгоритм планують адаптувати для роботи на реальних квантових комп'ютерах. Фінська інфраструктура квантових обчислень, зокрема проєкт AaltoQ20, може відіграти ключову роль у практичних демонстраціях технології. Отримані дані свідчать, що проєктування складних матеріалів стане одним із перших практичних застосувань квантових алгоритмів.