“反蝴蝶效應(yīng)”研究，衡量量子計算機性能

8月11日消息（南山）據(jù)國外媒體報道，借鑒量子 "反蝴蝶效應(yīng) "的研究，解決了物理學(xué)中一個長期存在的實驗問題，并建立了衡量量子計算機性能的基準(zhǔn)方法。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室的量子理論家Bin Yan表示，利用簡單、穩(wěn)健的協(xié)議，可以確定量子計算機能夠有效處理信息的程度，它也適用于其他復(fù)雜量子系統(tǒng)的信息丟失。

Bin Yan是發(fā)表在《物理評論快報》上的關(guān)于信息擾亂基準(zhǔn)的論文的通訊作者。他表示，我們的協(xié)議對量子系統(tǒng)中的信息擾亂進行量化，并將其與“量子退相干”引起的嘈雜背景中的假正信號明確區(qū)分開來。

退相干形式的噪聲會抹去一個復(fù)雜系統(tǒng)中的所有量子信息，如量子計算機，因為它與周圍環(huán)境相耦合。另一方面，通過量子混沌的信息擾亂，將信息傳播到整個系統(tǒng)，保護它并允許它被檢索。

相干是一種能夠?qū)崿F(xiàn)量子計算的量子狀態(tài)，而退相干指的是當(dāng)信息泄露到周圍環(huán)境時，這種狀態(tài)的損失。

“我們的方法借鑒了兩年前發(fā)現(xiàn)的量子反蝴蝶效應(yīng)，在一個單一的循環(huán)中通過時間向前和向后演化一個系統(tǒng)。因此我們可以將其應(yīng)用于任何具有時間反轉(zhuǎn)動態(tài)的系統(tǒng)，包括量子計算機和使用冷原子的量子模擬器。”Bin Yan表示。

洛斯阿拉莫斯的研究小組通過在IBM云端量子計算機上的模擬演示了該協(xié)議。

無法區(qū)分退相干和信息擾亂，阻礙了對該現(xiàn)象的實驗研究。信息擾亂最早是在黑洞物理學(xué)中研究的，事實證明它與廣泛的研究領(lǐng)域有關(guān)，包括多體系統(tǒng)的量子混沌、相變、量子機器學(xué)習(xí)和量子計算。研究信息擾亂的實驗平臺包括超導(dǎo)體、受困離子和基于云的量子計算機。

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