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新算法將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為量子語(yǔ)言

發(fā)布時(shí)間：2024-1-8來(lái)源：青島市科技局點(diǎn)擊：返回列表

  

新成果有望使量子計(jì)算機(jī)變得更實(shí)用。圖為安裝在低溫室的谷歌量子計(jì)算機(jī)。圖片來(lái)源：物理學(xué)家組織網(wǎng)

　　
       科技日?qǐng)?bào)訊 （記者劉霞）谷歌公司科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種算法，可將復(fù)雜的物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為量子物理學(xué)的語(yǔ)言，這可能使量子計(jì)算機(jī)變得更有用。相關(guān)論文發(fā)表于最近的《物理評(píng)論X》雜志。
 
　　一旦量子計(jì)算機(jī)變得足夠強(qiáng)大，它們可能會(huì)對(duì)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(jì)算機(jī)無(wú)法處理的科學(xué)問(wèn)題，目前仍是未知數(shù)。
 
　　最新研究負(fù)責(zé)人賴安·巴布什及其同事開(kāi)發(fā)出一種算法，可翻譯大量傳統(tǒng)物理問(wèn)題，使其能在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。而且，在量子計(jì)算機(jī)上模擬某一類重要的傳統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)算速度會(huì)得到指數(shù)級(jí)提升。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō)，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(yǔ)言予以描述。這些系統(tǒng)中的物體遵守胡克定律，來(lái)回反彈。
 
　　研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)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(gè)版本，該方程描述了任何量子系統(tǒng)隨時(shí)間的變化規(guī)律。
 
　　通過(guò)觀察兩個(gè)方程之間的相似性并使用對(duì)稱性，研究人員編寫(xiě)出一種算法，將彈簧移動(dòng)的距離和速度轉(zhuǎn)換為薛定諤方程的語(yǔ)言以及量子計(jì)算機(jī)使用的量子比特。這種球和彈簧系統(tǒng)可描述許多物理問(wèn)題，包括大多數(shù)波浪狀系統(tǒng)，如神經(jīng)元活動(dòng)圖或從表面反射的光等。
 
　　巴布什團(tuán)隊(duì)目前還沒(méi)有計(jì)算出運(yùn)行算法需要多少量子比特，可能超出了今天的量子計(jì)算機(jī)擁有的量子比特?cái)?shù)，解決這些物理問(wèn)題或是首批糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

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