Tämän menestyksen avain piilee ilmiössä, jota kutsutaan "rajoittamiseksi", joka rajoittaa kietoutumisen vaikutusten leviämistä järjestelmässä. Tämä löytö, joka julkaistiin Physical Review Letters -lehdessä, tuo uutta näkökulmaa epäselvään rajaan klassisten ja kvanttitietokoneiden suorituskyvyn välillä.
Joseph Tindall, Flatiron-instituutin tutkija, ja hänen tiiminsä tutkivat magneettisten spinnien mallia kaksidimensionaalisessa verkossa. Tässä mallissa jokainen "spin" toimii pienenä magneettina, joka voi osoittaa ylös tai alas, tai jopa olla superpositiossa molemmista tiloista. Kun magneettikenttä kohdistuu, spinit alkavat vuorovaikuttaa keskenään, tuottaen kietoutumista, eli kvanttivälinettä niiden tilojen välillä.
Kuitenkin Tindall havaitsi, että tämä kietoutuminen pysyi rajoitettuna pieniin vierekkäisiin spinniryhmiin sen sijaan, että se leviäisi koko järjestelmään. Tämä rajoittaminen hidastaa laskennan monimutkaisuutta, mikä mahdollistaa sen ratkaisun klassisella tietokoneella. Tämä odottamaton yksinkertaistaminen on seurausta järjestelmän erityisestä arkkitehtuurista, joka kanavoi kietoutumisen vaikutuksia paikallisesti.
IBM oli suunnitellut monimutkaisen magneettisen simulointiongelman testatakseen kvanttitietokoneitaan. Tutkijoidensa mukaan tämän laskennan olisi pitänyt olla mahdotonta klassiselle tietokoneelle. Mutta kahdessa viikossa Tindall todisti, että hän pystyi ratkaisemaan sen klassisella mallilla, jopa älypuhelimen kapasiteetilla.
Hänen lähestymistapansa perustuu klassisiin tekniikoihin, jotka, vaikka tunnettuja, ovat harvoin käytössä kvanttisessa simuloinnissa. Olemalla kekseliäs menetelmien yhdistelmä, Tindall osoitti, että kietoutumisen rajoittaminen yksinkertaisti ongelmaa niin, että se oli ratkaistavissa ilman kvanttipohjaisia teknologioita.
Rajoittaminen tässä yhteydessä toimii samalla tavalla kuin kvarkkien rajoittaminen hiukkasfysiikassa. Tämä tarkoittaa, että järjestelmän spinit pysyvät pääasiassa järjestäytyneinä eivätkä muutu kaoottisiksi. Tämä käyttäytyminen, kaukana siitä, mitä odotetaan "vapaalta" kvanttiselta järjestelmältä, rajoittaa kietoutumista ja vähentää siten laskennan monimutkaisuutta.
Tämä löytö avaa mahdollisuuksia arvioida, missä kvanttitietokoneet todella voisivat ylittää klassiset.
Tindallin ja hänen kollegoidensa kehittämät algoritmit voisivat näin ollen tulla viitevälineiksi tuleville kokeille. Tämä tutkimus edustaa askelta eteenpäin selkeämpien rajojen piirtämisessä klassisten ja kvanttitietokoneiden kykyjen välille.