基于量子力學(xué)的量子計算機日益成為科學(xué)家關(guān)注的焦點

與經(jīng)典計算機相比，基于量子力學(xué)的量子計算機日益成為科學(xué)家關(guān)注的焦點。如何通過量子計算實現(xiàn)量子霸權(quán)也成為理論研究者建模的重點對象。最近，發(fā)表在《國際物理雜志》《物理學(xué)評論快報》上的一篇名為《量子可積條件下的量子退火和熱化》的論文提出了一個具有量子糾纏機制的嚴(yán)格可解絕熱量子計算模型。該模型可能為實現(xiàn)量子霸權(quán)提供一種可能的解決方案。

到目前為止，量子計算的實現(xiàn)方案很多，包括量子電路、絕熱量子計算、量子隨機漫步、拓?fù)淞孔佑嬎愕饶Ｐ?。這些模型在量子計算的研究中取得了很大的進展。然而，通用容錯量子計算仍然超過了當(dāng)前的技術(shù)能力，阻礙了量子霸權(quán)的實現(xiàn)。因此，雖然加拿大D-Wave公司建造了世界上第一臺商用量子計算機，但其具體實現(xiàn)方案和物理模型仍存在爭議。比如很多研究者認(rèn)為這個系統(tǒng)的計算過程并沒有真正實現(xiàn)量子加速，得到的結(jié)果和經(jīng)典物理模型得到的結(jié)果并沒有什么不同。

湖南大學(xué)物理與微電子學(xué)院教授李福祥與美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室教授尼古拉斯辛尼特西、美國韋恩州立大學(xué)教授弗拉迪米爾瑟尼克共同完成了這項研究，并提出了新的絕熱量子計算模型。該模型引入了“量子糾纏態(tài)”。通過采用滿足量子可積條件的新模型，證明了在絕熱量子計算中，當(dāng)初始態(tài)被制備成量子糾纏態(tài)時，在一定的誤差率下，量子計算速度可以得到很大的提高。這一結(jié)論為絕熱量子計算機的制造提供了理論依據(jù)，也為新方案的實驗設(shè)計提供了思路和方向。

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