挑战传统理论——物理学家开发量化量子纠缠的新方法

   日期:2024-10-16     来源:本站    作者:admin    浏览:81    

  

  

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  圣保罗州立大学的研究人员开发了一种量化量子纠缠的新方法,挑战了传统理论,并有可能推进量子计算。这项研究强调了纠缠在增强处理能力方面的重要性,并提供了对经典计算局限性的见解,突出了由谷歌和IBM等公司领导的量子技术的快速进步。

  纠缠是量子物理学中的一种现象,两个或多个系统以一种不可能单独描述其量子态的方式相互连接。当系统相互作用并纠缠在一起时,它们表现出很强的相关性。这个概念对量子计算至关重要,因为纠缠的程度直接影响量子计算机的优化和效率。系统纠缠度越高,量子计算机的性能就越好。

  巴西里约克拉罗市

  圣保罗州立大学地球科学与精确科学研究所(IGCE-UNESP)物理系的研究人员进行了一项研究,测试了一种量化纠缠及其最大化条件的新方法。应用包括优化量子计算机的结构。

  关于这项研究的一篇文章发表在《物理评论B》上。

  赫尔曼-费曼定理的分解

  这项研究显示了赫尔曼-费曼定理在特定条件下是如何失效的。该定理描述了系统自身能量对控制参数的依赖,是量子力学的关键部分,从量子化学到粒子物理,各个学科都使用该定理。

  “简单地说,我们提出了一个广泛用于热力学的grisen参数的量子模拟,以探索有限温度和量子临界点。“在我们的提议中,量子

  尼森参数量化了纠缠,或冯·诺伊曼熵,与控制参数有关,例如,控制参数可能是磁场或一定水平的压力,”该文章的最后作者,IGCE-UNESP教授Valdeci Mariano de Souza告诉Agência FAPESP。“使用我们的提议,我们证明纠缠将在量子临界点附近最大化,并且赫尔曼-费曼定理在临界点处失效。”

  对于Souza来说,这些结果有助于物理学的基础研究,也可能对量子计算产生直接影响。他回忆起英特尔联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore) 1965年的预测,即传统计算机中使用的晶体管数量将每两年翻一番。他说,传统计算机能力的快速增长不会持续下去,而最近的技术进步正在使量子计算取得跨越式发展,谷歌(Google)和IBM等巨头处于领先地位。

  “在传统计算中,用0和1表示的二进制语言来处理信息。然而,量子力学叠加状态,极大地提高了处理能力。因此,人们对量子纠缠的研究越来越感兴趣。”

  参考文献:“grisen参数作为纠缠指南针和Hellmann-Feynman定理的分解”,作者:Lucas Squillante, Luciano S. Ricco, Aniekan Magnus Ukpong, Roberto E. Lagos-Monaco, Antonio C. Seridonio和Mariano de Souza, 2023年10月6日,物理评论B. DOI: 10.1103/PhysRevB.108.L140403

  这项研究是由Souza提出和设计的,他指导的博士后研究员Lucas Squillante也做出了重要贡献。其他合作者是Antonio Seridonio (UNESP Ilha Solteira), Roberto Lagos-Monaco (UNESP Rio Claro), Luciano Ricco(冰岛大学)和Aniekan Magnus Ukpong(夸祖鲁-纳塔尔大学,南非)。

  本文的研究由FAPESP通过项目11/22050-4和18/09413-0提供支持。

 
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