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新算法將物理問(wèn)題轉化為量子語(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算機變得更實(shí)用。圖為安裝在低溫室的谷歌量子計算機。圖片來(lái)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)家設計出一種算法，可將復雜的物理問(wèn)題轉化為量子物理學(xué)的語(yǔ)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(huì )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計算機無(wú)法處理的科學(xué)問(wèn)題，目前仍是未知數。
 
　　最新研究負責人賴(lài)安·巴布什及其同事開(kāi)發(fā)出一種算法，可翻譯大量傳統物理問(wèn)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(lèi)重要的傳統系統時(shí)，運算速度會(huì )得到指數級提升。
 
　　研究團隊解釋說(shuō)，任何受到外力干擾的穩定系統，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(lèi)系統的數學(xué)語(yǔ)言予以描述。這些系統中的物體遵守胡克定律，來(lái)回反彈。
 
　　研究發(fā)現，無(wú)論多么復雜，這些傳統彈簧系統的數學(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隨時(shí)間的變化規律。
 
　　通過(guò)觀(guān)察兩個(gè)方程之間的相似性并使用對稱(chēng)性，研究人員編寫(xiě)出一種算法，將彈簧移動(dòng)的距離和速度轉換為薛定諤方程的語(yǔ)言以及量子計算機使用的量子比特。這種球和彈簧系統可描述許多物理問(wèn)題，包括大多數波浪狀系統，如神經(jīng)元活動(dòng)圖或從表面反射的光等。
 
　　巴布什團隊目前還沒(méi)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(wèn)題或是首批糾錯量子計算機的應用領(lǐng)域之一。

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