Задача Фейнмана (иногда англ. universal quantum simulator — универсальный квантовый симулятор) — приложение квантовых компьютеров для моделирования квантовых систем. К идее использовать квантовые компьютеры для моделирования квантовых физических процессов впервые привлёк внимание Ричард Фейнман , хотя аналогичные идеи в 1981 году высказал Юрий Манин в своей работе «Вычислимое и невычислимое» . Фейнман в своей работе в 1982 году обратил внимание на то, что моделирование даже простейших физических систем на обычном классическом компьютере требует невероятного объёма вычислительных ресурсов, что делает задачу неразрешимой. Добавление одного электрона в молекулу усложняет решение уравнения Шрёдингера для этой молекулы более чем в два раза, что делает практически невозможным точное моделирование систем, содержащих более чем 30 электронов . На сегодняшний день даже моделирование атома лития является архисложной задачей, хотя все необходимые уравнения для нахождения волновой функции уже давно известны. В то же время, всегда можно поставить физический эксперимент с квантомеханической системой и получить искомый результат. Это исторически определило нерушимую границу между физикой, где возможен численный расчёт и химией, где ответ может дать только эксперимент . Данный факт привёл Фейнмана к мысли о том, что законы квантовой механики можно использовать для ускорения вычислений. Квантовые компьютеры могут решать уравнения Шрёдингера экспоненциально быстрее классических .

Примечания