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捉住“量子小妖”实现量子算法冷却

2014年01月25日00:50    来源:科技日报    手机看新闻
原标题:捉住“量子小妖”实现量子算法冷却

量子小妖可以把热的粒子扔出门外,而把冷的粒子挡住。

  科技日报讯 (记者吴长锋)普通计算机开机时需将系统初始化,未来拥有超强运算能力的“量子计算机”如何实现“初始化”?中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组与哈佛大学、清华大学的理论组合作,提出并实现了麦克斯韦妖式量子算法冷却,为破解这个难题提供了一种很有潜力的手段。

  量子计算机的开机“初始化”过程,就是将计算单元“量子比特”调整到能量最低状态——“基态”,只需要“冷”量子。但对量子系统而言,即使处于接近绝对零度,仍有处于“激发态”的“热”量子,和有处于“基态”的“冷”量子。这成为困扰国际量子物理学界的一大难题。

  19世纪著名物理学家麦克斯韦提出假想,在黑箱中放入一块带小门的隔板,有一只“小妖”看守小门,“指挥”冷分子走到门的一侧,而热分子走到另外一侧,这就是著名的“麦克斯韦妖”现象。

  中国科大的国际合作团队,在实验上利用光学干涉装置搭建成冷却模块,并将冷却模块连接成冷却网络,通过多次调用冷却模块实现量子系统的逐步冷却。实验结果和理论预言吻合,保真度达到97.8%以上。其中的冷却模块就像个“量子小妖”。这项研究成果近日在线发表于《自然·光子学》杂志上。审稿人认为“他们做出一种很新颖的算法,像麦克斯韦妖一样实现了冷却”。

(来源:科技日报)


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