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中科大實現壓縮量子模擬 為其超越經典計算提供可能

放大字體??縮小字體 發布日期:2014-06-25??來源:安徽日報
核心提示:記者6月24日從中科大獲悉,該校杜江峰教授課題組日前在國際上首次實驗實現壓縮量子模擬,將原先需要32量子比特的量子模擬任務壓縮到僅需5量子比特。
   記者6月24日從中科大獲悉,該校杜江峰教授課題組日前在國際上首次實驗實現壓縮量子模擬,將原先需要32量子比特的量子模擬任務壓縮到僅需5量子比特。這一實驗的成功實現,預示著量子模擬能解決的問題尺度將大為增加,為量子模擬超越經典計算提供可能。
  
  在多體量子系統的研究中,若直接使用經典計算機進行數值計算,需要消耗指數級的巨大資源。如模擬32個自旋1/2粒子組成的多體系統,需要的計算量就高達10量級至20量級,對于經典計算機而言極難完成。1982年,諾貝爾物理學獎得主費曼教授提出量子模擬的概念,指出使用量子模擬器研究量子系統僅需要極少的資源,相對經典情形可達到指數級加速。然而,受限于目前對量子系統的操控能力,實驗中可使用的量子模擬器的尺度仍然較小,這使得較大規模量子系統的實驗研究,在當前仍然難以完成。
  
  中科大課題組利用新穎的壓縮量子模擬技術,將32量子比特的量子模擬任務壓縮到5量子比特,并成功實現對32自旋鏈的壓縮量子模擬,極大減少了量子模擬所需的實驗資源。這一研究成果表明,對于特定類型的多體量子系統,使用壓縮量子模擬技術,可以極大減少對量子模擬器比特數的需求,為當前技術水平下實現大規模量子模擬提供了一種可行方案。
  
  這項研究得到國家基金委、科技部、中科院的支持,成果發表在近日出版的著名期刊《物理評論快報》上,并被選為該期編輯推薦亮點文章。
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