【量子電腦可以解決簡單的線性方程組】

明道

【量子電腦可以解決簡單的線性方程組】

 

求解方程與光

3x + y = 2

x + 3y = 0

它是這種簡單的數學問題，您可以在幾分鐘內使用鉛筆和紙，但是物理學家在中國、 加拿大和新加坡現在有解決成雙的線性方程組，像這次使用的是簡單的量子電腦。

他們的實驗涉及到編碼變成四個光子的量子資訊並通過系統的光學設備發送。

物理學家索賠，其設置可以改進，並進一步修改解決其他類型的問題。

由王健偉潘和使用由亞蘭耙、 Avinatan Hassidim 和塞思 · 勞埃德 · 2009 年創建的一種量子演算法在大學科學和技術的中國、 多倫多大學和新加坡大學同事進行計算的壯舉。

為簡單的線性方程組的系統，耙和同事表明他們的演算法可以是最好的解決方法，使用的是經典的電腦比指數級增長快得多。

重要注意事項之一，然而，是該演算法沒有找到確切的解決辦法，但只有最可能的答案。

泛的團隊由紫外線 (UV) 雷射脈衝鳴槍，包含兩個硼酸鋇晶體來創建兩個對光子的光學系統實現演算法。

對中的兩個光子被糾纏在其兩極分化，這意味著的光子偏振相關性大於允許的經典物理學方面。

分束器、 鏡子和棱鏡

每個糾纏態的對然後發送通過偏振分束器，其中分離根據其兩極分化 — — 光子被用於計算輸入量子比特的四個光子。

在包括偏振分束器、 反射鏡和棱鏡光學電路中然後處理量子比特。

兩個兩個未知數的線性方程可以描述一個 2 × 2 的矩陣和向量，這兩項使用編碼的量子比特的三個方面。

第四個量子比特是"ancilla"，它被設置為一個固定的值，以使量子電路函數所需的方式。

當四個光子通過電路將他們放在高度糾纏在這 — — 霍恩 — — 林格狀態，這是量子計算的一個特點。

四個光子，然後檢測到使用四個不同的探測器。

這些探測器測量的光子偏振和此資訊可用於獲取代數問題的解決辦法。

當然，團隊已經知道答案，所以他們是能夠測試及其演算法實現的反對理論所預言的輸出。這樣做有三個不同的問題，他們發現的實驗輸出逼真度從 0.993 0.825 各不相同。（將完美匹配到對應逼真度的 1）。

更好的來源和探測器

該小組指出其當前設置的限制，由使用單光子源 — — 這是概率，因此不總是會排放上需求 — — 光子和相對效率低下的光子探測器。

然而，研究人員現在正在開發更好的來源和探測器，這意味著 — — 當與晶片上集成 — — 結合可以創建較大規模實現電路的解決更複雜的線性方程。

該團隊的技術還可以用於實現其他的量子演算法來求解微分方程或擬合數據到數學函數。

"的近期目標是控制 10 到 20 光子量子位，"解釋了在大學的科學和技術的中國的陸朝陽。

增強的能力將允許我們測試更複雜的量子演算法，例如，求解微分方程、 實現普遍量子-改錯碼和各種系統的量子類比。

實驗描述的物理評論快報.

關於作者

麥高樂莊士敦是 physicsworld.com 的編輯器中

 

引用；http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjun%2F12%2Fquantum-computer-solves-simple-linear-equations