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新算法將物理問題轉化為量子語言

發(fā)布時間：2024-1-8來源：青島市科技局點擊：返回列表

  

新成果有望使量子計算機變得更實用。圖為安裝在低溫室的谷歌量子計算機。圖片來源：物理學家組織網

　　
       科技日報訊 （記者劉霞）谷歌公司科學家設計出一種算法，可將復雜的物理問題轉化為量子物理學的語言，這可能使量子計算機變得更有用。相關論文發(fā)表于最近的《物理評論X》雜志。
 
　　一旦量子計算機變得足夠強大，它們可能會對加密、藥物研發(fā)等特定任務有用，但是否能解決許多傳統(tǒng)計算機無法處理的科學問題，目前仍是未知數。
 
　　最新研究負責人賴安·巴布什及其同事開發(fā)出一種算法，可翻譯大量傳統(tǒng)物理問題，使其能在量子計算機上運行。而且，在量子計算機上模擬某一類重要的傳統(tǒng)系統(tǒng)時，運算速度會得到指數級提升。
 
　　研究團隊解釋說，任何受到外力干擾的穩(wěn)定系統(tǒng)，比如凱夫拉背心突然被子彈擊中，都可用描述球和彈簧這類系統(tǒng)的數學語言予以描述。這些系統(tǒng)中的物體遵守胡克定律，來回反彈。
 
　　研究發(fā)現，無論多么復雜，這些傳統(tǒng)彈簧系統(tǒng)的數學描述都可表示為薛定諤方程的某個版本，該方程描述了任何量子系統(tǒng)隨時間的變化規(guī)律。
 
　　通過觀察兩個方程之間的相似性并使用對稱性，研究人員編寫出一種算法，將彈簧移動的距離和速度轉換為薛定諤方程的語言以及量子計算機使用的量子比特。這種球和彈簧系統(tǒng)可描述許多物理問題，包括大多數波浪狀系統(tǒng)，如神經元活動圖或從表面反射的光等。
 
　　巴布什團隊目前還沒有計算出運行算法需要多少量子比特，可能超出了今天的量子計算機擁有的量子比特數，解決這些物理問題或是首批糾錯量子計算機的應用領域之一。

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