量子纠缠或让“绝热量子计算机”有了实现途径

相对经典计算机而言，基于量子力学的量子计算机，越来越成为科学家关注的热点。如何通过量子计算实现量子霸权，也成为理论研究者建模的重点对象。近日，国际物理学期刊《物理学评论快报》上，发表的一篇名为《量子可积条件下的量子退火和热化》的论文，提出一种引入了量子纠缠机制、严格可解的绝热量子计算模型。该模型或为量子霸权的实现，提供一种可能的方案。

截至目前，量子计算的实现方案有多种，包括量子线路、绝热量子计算、量子随机行走、拓扑量子计算等模型。这些模型使量子计算的研究取得了较大进展。不过，普适的容错量子计算仍超出了现阶段技术能力，阻碍了量子霸权的实现。因此，尽管加拿大D-Wave公司已造出了世界上首台商用量子计算机，但其具体实现方案和物理模型仍有较大争议。如，很多研究者认为该系统的计算过程，并未真正实现量子加速，其结果与经典物理模型所获结果无异。

湖南大学物理与微电子科学学院教授李福祥，与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室教授尼古拉·辛涅特西、韦恩州立大学教授弗拉迪米·尔切尔尼亚克共同合作完成的这一研究，则提出了一种新的绝热量子计算模型。该模型引入了“量子纠缠态”，通过采用一个满足量子可积条件的新模型，证明了在绝热量子计算中，当把初始状态制备成量子纠缠态时，可在保持一定出错率的情况下，大幅提高量子计算速度。这一结论为绝热量子计算机的制造提供了理论依据，也为新方案的实验设计提供了思路和方向。（俞慧友 曾欢欢）