“反蝴蝶效应”研究,衡量量子计算机性能

8月11日消息(南山)据国外媒体报道,借鉴量子 "反蝴蝶效应 "的研究,解决了物理学中一个长期存在的实验问题,并建立了衡量量子计算机性能的基准方法。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的量子理论家Bin Yan表示,利用简单、稳健的协议,可以确定量子计算机能够有效处理信息的程度,它也适用于其他复杂量子系统的信息丢失。

Bin Yan是发表在《物理评论快报》上的关于信息扰乱基准的论文的通讯作者。他表示,我们的协议对量子系统中的信息扰乱进行量化,并将其与“量子退相干”引起的嘈杂背景中的假正信号明确区分开来。

退相干形式的噪声会抹去一个复杂系统中的所有量子信息,如量子计算机,因为它与周围环境相耦合。另一方面,通过量子混沌的信息扰乱,将信息传播到整个系统,保护它并允许它被检索。

相干是一种能够实现量子计算的量子状态,而退相干指的是当信息泄露到周围环境时,这种状态的损失。

“我们的方法借鉴了两年前发现的量子反蝴蝶效应,在一个单一的循环中通过时间向前和向后演化一个系统。因此我们可以将其应用于任何具有时间反转动态的系统,包括量子计算机和使用冷原子的量子模拟器。”Bin Yan表示。

洛斯阿拉莫斯的研究小组通过在IBM云端量子计算机上的模拟演示了该协议。

无法区分退相干和信息扰乱,阻碍了对该现象的实验研究。信息扰乱最早是在黑洞物理学中研究的,事实证明它与广泛的研究领域有关,包括多体系统的量子混沌、相变、量子机器学习和量子计算。研究信息扰乱的实验平台包括超导体、受困离子和基于云的量子计算机。

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2022-08-11
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