Quantum信息理论的最新进展激发了对求解硬计算(量子和非量子)问题的新量子算法的爆炸。量子计算的基本原理是量子属性可用于表示结构数据,并且可以设计并构建量子机制以执行该数据的操作。量子力学的三个基本“非​​古典”属性 - 叠加,纠缠和直接产品分解性 - 是乐观态度的主要原因,了解量子计算机的能力,承诺同时处理大型高度相关数据的大量块状。不幸的是,量子力学的这些优点具有高价格。一个主要问题是将计算机的组件保持在相干状态,随着与外部世界的丝毫相互作用会导致系统Decohere。这就是为什么量子计算机的硬件实现仍未解决。

这项工作的基本思想是创建一种新型动态系统,该系统将保留量子物理学的主要三种特性 - 叠加,纠缠和直接产品分解性 - 同时允许使用经典方法测量其状态变量。换句话说,这种系统将加强优点并最大限度地减少量子和古典方面的局限性。

基于隐统计的概念,提出了一种用于Schrödinger方程模拟的新型动力系统。该系统表示Schrödinger方程的修正马德隆版本。它保留了叠加、纠缠和直接积可分解性,同时允许人们使用经典方法测量其状态变量。这种特性的最佳组合是模拟量子系统的完美匹配。该模型包括量子势的一个过渡分量(这在之前的马德隆方程处理中被忽略了)。过渡势的作用是提供一个从确定性状态到具有规定概率密度的随机状态的跳跃。这种跳跃是由量子势产生的违反李普希茨条件的爆炸不稳定性触发的。结果,动力学在经典尺度上获得量子性质。该模型可以在物理上实现为基于vlsi的模拟(非常大规模的集成)计算机,也可以在数字计算机上实现。

这项工作开辟了一种开发基本上新的算法的一种方式,用于展示在进行空间活动中扩大NASA功能的指数复杂问题的量子模拟。已经示出了颗粒相互作用的模拟的复杂性可以从指数1到多项式1减少。

这项工作是由Caltech的Michail Zak为NASA的喷射推进实验室完成的。有关更多信息,请联系此电子邮件地址受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用Javascript来查看它。。非营利组织- 47158


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本文首次发表于2010年9月号NASA技yabovip16.com术简介杂志。

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