“噩梦”计算对甚至量子计算机也太棘手的

量子计算机对更快或更高效解决许多问题比传统计算机把持大的潜力，但研究人员正开始来识别它们可能踌躇的地方

新科学家 By Karmela Padavic-Callaghan

17 October 2025

Technology

有些问题对甚至量子计算机也太艰难。Yaroslav Kushta/Getty Images

研究人员已经识别了一种相关到异域类型的量子物质的对来解决会是不可能的场景计算的“噩梦”，甚至对一台很有效率的量子计算机。

不用物质的量子态的复杂性确定一种物质的相能是相对简单的。以水为例——来告诉它处于一个固态还是液态是直接的。然而这项任务的量子版本能是更多让人气馁的。加州理工学院的托马斯·施图泽和他的同事现已证明识别物质的量子相甚至对量子计算机能太困难。

他们数学上分析了一种其中一台量子计算机被提交有一组关于一个物体的量子态的测量并且不得不识别它的相的场景。舒斯特说这并不总是一个不可能的问题，但他的团队证明了在物质的量子相的一个实在的部分——更异域的液态水和冰的同类如特征奇异电流的“拓扑”相——一台量子计算机可能需要来计算一个不可能的长的时间。这种情况就像一个实验室实验的最糟糕版本一样其中识别一个样本的属性会需要保持一个仪器持续运行数十亿或数千亿年。

对这项任务这并没有使量子计算机使用过时的。舒斯特说，这些相是不太可能出现在物质或量子计算机的实际实验中——它们更多的是一个其中我们的目前正在缺乏非一个迫在眉睫的实际威胁的量子计算的理解的诊断。他说：“它们像一场如果它出现会是非常糟糕的噩梦场景一样。它可能的不会出现，但我们应该更好理解它”。

伊利诺伊州芝加哥大学的比尔·费弗曼说，这个关于计算机一般能做的研究过程打开迷人的问题。他说：“这可能正在说某些关于更广泛的计算的限制的事情，尽管对某些特定任务获得急剧的加速，但总是仍然有对高效的量子计算机是太难的任务”。

他说，数学上这项新研究将被用在量子加密学中的量子信息与物质的物理学的基本想法联系，因此可能也帮助进步这两方面。

向前走，该团队要将他们的分析扩展到更高能量或激发的物质的量子相，这众所周知对计算甚至更广泛的艰难的。

参考：arXiv DOI: 10.48550/arXiv.2510.08503

https://www.newscientist.com/article/2500558-nightmare-calculation-may-be-too-tricky-for-even-quantum-computers/