與經(jīng)典計(jì)算機(jī)相比，基于量子力學(xué)的量子計(jì)算機(jī)日益成為科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。如何通過量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)也成為理論研究者建模的重點(diǎn)對(duì)象。最近，發(fā)表在《國(guó)際物理雜志》《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》上的一篇名為《量子可積條件下的量子退火和熱化》的論文提出了一個(gè)具有量子糾纏機(jī)制的嚴(yán)格可解絕熱量子計(jì)算模型。該模型可能為實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)提供一種可能的解決方案。
到目前為止，量子計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方案很多，包括量子電路、絕熱量子計(jì)算、量子隨機(jī)漫步、拓?fù)淞孔佑?jì)算等模型。這些模型在量子計(jì)算的研究中取得了很大的進(jìn)展。然而，通用容錯(cuò)量子計(jì)算仍然超過了當(dāng)前的技術(shù)能力，阻礙了量子霸權(quán)的實(shí)現(xiàn)。因此，雖然加拿大D-Wave公司建造了世界上第一臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)，但其具體實(shí)現(xiàn)方案和物理模型仍存在爭(zhēng)議。比如很多研究者認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算過程并沒有真正實(shí)現(xiàn)量子加速，得到的結(jié)果和經(jīng)典物理模型得到的結(jié)果并沒有什么不同。
湖南大學(xué)物理與微電子學(xué)院教授李福祥與美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室教授尼古拉斯辛尼特西、美國(guó)韋恩州立大學(xué)教授弗拉迪米爾瑟尼克共同完成了這項(xiàng)研究，并提出了新的絕熱量子計(jì)算模型。該模型引入了“量子糾纏態(tài)”。通過采用滿足量子可積條件的新模型，證明了在絕熱量子計(jì)算中，當(dāng)初始態(tài)被制備成量子糾纏態(tài)時(shí)，在一定的誤差率下，量子計(jì)算速度可以得到很大的提高。這一結(jié)論為絕熱量子計(jì)算機(jī)的制造提供了理論依據(jù)，也為新方案的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了思路和方向。
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