量子糾纏或讓“絕熱量子計算機”有了實現途徑

相對經典計算機而言，基于量子力學的量子計算機，越來越成為科學家關注的熱點。如何通過量子計算實現量子霸權，也成為理論研究者建模的重點對象。近日，國際物理學期刊《物理學評論快報》上，發表的一篇名為《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、嚴格可解的絕熱量子計算模型。該模型或為量子霸權的實現，提供一種可能的方案。

截至目前，量子計算的實現方案有多種，包括量子線路、絕熱量子計算、量子隨機行走、拓撲量子計算等模型。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階段技術能力，阻礙了量子霸權的實現。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，但其具體實現方案和物理模型仍有較大爭議。如，很多研究者認為該系統的計算過程，并未真正實現量子加速，其結果與經典物理模型所獲結果無異。

湖南大學物理與微電子科學學院教授李福祥，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”，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，當把初始狀態制備成量子糾纏態時，可在保持一定出錯率的情況下，大幅提高量子計算速度。這一結論為絕熱量子計算機的制造提供了理論依據，也為新方案的實驗設計提供了思路和方向。（俞慧友 曾歡歡）