量子糾纏或讓“絕熱量子計算機”有了實現(xiàn)途徑

　　相對經(jīng)典計算機而言，基于量子力學(xué)的量子計算機，越來越成為科學(xué)家關(guān)注的熱點。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。近日，國際物理學(xué)期刊《物理學(xué)評論快報》上，發(fā)表的一篇名為《量子可積條件下的量子退火和熱化》的論文，提出一種引入了量子糾纏機制、嚴(yán)格可解的絕熱量子計算模型。該模型或為量子霸權(quán)的實現(xiàn)，提供一種可能的方案。

　　截至目前，量子計算的實現(xiàn)方案有多種，包括量子線路、絕熱量子計算、量子隨機行走、拓?fù)淞孔佑嬎愕饶Ｐ?。這些模型使量子計算的研究取得了較大進展。不過，普適的容錯量子計算仍超出了現(xiàn)階段技術(shù)能力，阻礙了量子霸權(quán)的實現(xiàn)。因此，盡管加拿大D-Wave公司已造出了世界上首臺商用量子計算機，但其具體實現(xiàn)方案和物理模型仍有較大爭議。如，很多研究者認(rèn)為該系統(tǒng)的計算過程，并未真正實現(xiàn)量子加速，其結(jié)果與經(jīng)典物理模型所獲結(jié)果無異。

　　湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)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·辛涅特西、韋恩州立大學(xué)教授弗拉迪米·爾切爾尼亞克共同合作完成的這一研究，則提出了一種新的絕熱量子計算模型。該模型引入了“量子糾纏態(tài)”，通過采用一個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)把初始狀態(tài)制備成量子糾纏態(tài)時，可在保持一定出錯率的情況下，大幅提高量子計算速度。這一結(jié)論為絕熱量子計算機的制造供了理論依據(jù)，也為新方案的實驗設(shè)計提供了思路和方向。