今年早些时候，一个实验突破了传统计算的极限，打破了人们的预期。老式的二进制技术不仅解决了一个被认为是量子处理独有的问题，而且表现得更好。

现在，来自美国熨斗研究所（Flatiron Institute）计算量子物理中心的物理学家对这一壮举做出了解释，这有助于更好地界定这两种截然不同的数字处理方法之间的界限。

这个问题涉及模拟所谓的横向场伊辛（TFI）模型的动力学，该模型描述了在空间中传播的粒子之间的量子自旋态的排列。

考虑到这个问题的性质，它被认为是测试量子计算当前极限的完美主题，量子计算利用了存在于未确定状态模糊中未观察到的粒子背后的概率数学。

与那次测试一样成功的是，后续的实验表明，经典计算机也能做到这一点。

根据熨斗研究所的约瑟夫·廷德尔（Joseph Tindall）的说法，这是可能的，因为一种叫做约束的行为，在这种行为中，在未确定粒子特性的相互联系的混沌中出现了极其稳定的状态，这给了经典计算机一些可以建模的东西。

“我们并没有真正引进任何尖端技术，”廷德尔说。“我们以一种简洁优雅的方式汇集了许多想法，使问题得以解决。”

这项研究的关键是确定TFI模型中存在的限制并加以利用。约束并不是一个新现象，但在此之前，它并没有与模型联系起来。

约束使粒子保持在较小的簇中，限制了可用的能量，并为可以在系统中传播的纠缠模式设置了障碍 —— 这些概率组合是量子物理学的特征。这有点像只需要解决一个巨大拼图的一个小角落，而不是整个拼图。

通过一系列的模拟和计算，研究小组能够证明，经典的计算机算法可以描述TFI模型中发生的事情，只是比量子计算机更有效、更准确。

廷德尔说：“在这个系统中，磁铁不会突然聚集起来。“它们实际上只会围绕初始状态振荡，即使在很长的时间尺度上也是如此。”

“从物理学的角度来看，这很有趣，因为这意味着系统保持在一种具有非常特定结构的状态，而不是完全无序的状态。”

这些发现为人们对量子计算机潜力的期望设定了限制；具体来说，它们能够承担哪些传统计算系统无法承担的任务。然而，很多承诺仍有待实现，科学家们仍在推动和刺激这些系统，看看什么是可能的。

廷德尔说：“量子计算和传统计算机之间存在一定的界限。”

“目前，这个界限非常模糊。我认为我们的工作有助于澄清这一界限。”

这项研究发表在《物理评论快报》上。

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