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量子计算

致力于将量子计算机属性带入经典计算机的科学家

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来自的一组科学家 林雪平大学 能够证明量子计算机的工作原理,并且能够在经典计算机中模拟量子计算机的属性。 

Jan-ÅkeLarsson教授说:“我们的研究结果对确定如何构建量子计算机具有重要意义。” 

瑞典,欧洲和世界其他地区一直在投资大量资源,并集中研究以打造超快速,强大的 量子计算机。十年之内 瑞典量子计算机 有望建成,欧盟已将量子技术视为其主要项目之一。 

当前,我们很少有可用于量子计算机的有用算法。即使是这样,这种类型的技术在生物,化学和物理系统的仿真中也将极为重要。对于我们现在拥有的功能最强大的计算机,其中许多功能过于复杂。在计算机中,一个位可以取一个或零的值,但是一个量子位可以取其之间的所有值。这意味着量子计算机不需要为完成的每次计算执行太多操作。 

Jan-ÅkeLarsson教授和他的博士生Niklas Johansson来自 电气工程学系信息编码科林雪平大学(LinköpingUniversity)指出了为什么量子计算机比经典计算机更强大的原因。他们还研究了量子计算机中发生的情况。 

研究结果已经发表在科学杂志上 熵。

“我们已经表明,主要区别在于量子计算机的每个位具有两个自由度。通过模拟经典计算机中的附加自由度,我们可以以与量子计算机中相同的速度运行某些算法,”Jan-ÅkeLarsson说。

团队创建了一个名为 量子仿真逻辑或QSL。它允许他们在经典计算机上模拟量子计算机的操作。量子仿真逻辑具有一个特定的属性,这是量子计算机具有的唯一属性,而经典计算机则没有。这是计算中每个位的一个额外的自由度。 

“因此,每个位具有两个自由度:可以与每个零件具有两个自由度的机械系统进行比较—位置和速度。在这种情况下,我们处理计算位—其中包含有关函数结果和相位位的信息—其中包含有关功能结构的信息,”Jan-ÅkeLarsson解释。

团队已使用QSL工具来研究一些负责管理功能结构的量子算法。这些算法中的许多算法在仿真中的速度与在量子计算机中的速度一样快。 

“结果表明,量子计算机的更高速度来自其在一种附加的信息携带自由度中存储,处理和检索信息的能力。这使我们能够更好地了解量子计算机的工作原理。此外,由于我们知道哪种属性对于量子计算机按预期工作最重要,因此,这种知识应该使构建量子计算机更加容易,”Jan-ÅkeLarsson说。

该团队还构建了带有电子组件的物理版本。他们使用了与量子计算机中类似的门,并且一个工具箱模拟了量子计算机的工作方式。这可以使学生和其他人模拟和理解量子密码术和量子隐形传态的工作原理,以及量子计算机的其他方面。 

这项新的研究可以增加量子计算和人工智能之间越来越多的交叉。这些交叉之一是要素映射。进行的其他研究 IBM研究部,麻省理工学院和牛津大学的科学家表明,随着量子计算机变得越来越强大,他们将能够在高度复杂的数据结构上执行特征映射,这是传统计算机无法做到的。特征映射在其中很重要 机器学习,它可以导致更有效的AI,该AI可以识别传统计算机无法检测到的数据模式。 

随着这些领域的研究越来越多,这两个重要领域的交叉将越来越多。 

 

亚历克斯·麦克法兰(Alex McFarland)是一位历史学家和新闻工作者,报道了人工智能的最新发展。