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新算法將物理問題轉(zhuǎn)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(xué)家組織網(wǎng)

　　
       科技日報訊 （記者劉霞）谷歌公司科學(xué)家設(shè)計出一種算法，可將復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)化為量子物理學(xué)的語言，這可能使量子計算機變得更有用。相關(guān)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(wù)有用，但是否能解決許多傳統(tǒng)計算機無法處理的科學(xué)問題，目前仍是未知數(shù)。
 
　　最新研究負責(zé)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(shù)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(shù)學(xué)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(xiàn)，無論多么復(fù)雜，這些傳統(tǒng)彈簧系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(zhuǎn)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(shù)波浪狀系統(tǒng)，如神經(jīng)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(shù)，解決這些物理問題或是首批糾錯量子計算機的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

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