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新发现:量子计算与引力扯上“大关系”了

投稿 量子客 2021-06-23


现在,科学家们已经发现了如何找到最优的量子计算(Quantum Computation)方法,关键可能在于引力规则的设定。


“具体来说就是在广义相对论中,可以通过找到曲面上两个点之间的最短距离的几何规则,找出在量子计算机中处理信息的最佳方法。”Science Alert报道。


无论是穿过球状行星还是在量子计算系统内的最短距离,都被称为测地线( Geodesics)。支持这项新研究的研究人员表示,他们可以通过共形场理论(ConformalField Theory)在量子计算的一个特定分支中找到实现最快计算速度的方法。


日本京都大学的物理学家Paweł Caputa在Phys.org上告诉我们,“在我们的重力设置中找到复杂几何体上的最小长度等同于重力方程式的求解。”


 “这就是我们所说的在引力设定规则下,二维共形场理论中的最佳计算方法。”



而如何将量子计算的潜力融入到物理科学和实际应用中去,则是科学家面临的最大挑战之一。如果我们要让量子计算机快速走出实验室,那么降低错误率和减少消干性则至关重要。


这项新研究不仅仅是以量子计算和几何学之间相互联系的工作理论为基础,而且通过对之前描述的量子计算的复杂性的进一步研究,我们还发现了复杂性和引力规则之间有着更紧密的联系。


目前,这种联系虽然只适用于一组特定的量子计算方法,但最终将能够得到更广泛的应用。


 “研究还发现,在二维共形场理论中,量子门( Quantum Gates )由能量(动量、张量)提供,而这种测地线的长度方法是通过二维引力的作用来计算的。”Caputa对Phys.org解释时说到。


量子计算以量子比特为基础,量子比特是一个可以同时代表几个状态的信息单元,而不是经典计算机位编程所必须的1或0。



但是管理这些量子比特非常棘手。虽然物理学家近年来,在缩小量子比特存储空间和提高精度方面都取得了进展,但是,我们需要的是可靠的量子计算机结果。


最初,我们看到早期的量子计算机在执行计算时需要装载很多的量子比特,而且使这些量子比特处于相关时间也较长。


但值得庆幸的是,每当我们解决了一个小问题,便朝着实现量子计算的方向又迈进了一步,而定义引力的几何规则可以帮助我们挖掘出更多的量子计算潜力。


 “在某些量子系统中,通用任务的复杂性则可以通过经典引力恰当地估计出来。”Caputa告诉Phys.org。该研究发表在Physical Review Letters上。



| 编辑:Yoking , 校对:Sakura |


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文章投稿:  Sakura@qtumist.com

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