新演算法將物理問題轉化為量子語言

波新聞─陶泰山編輯

科技日報報導，谷歌公司科學家設計出一種演算法，可將複雜的物理問題轉化為量子物理學的語言，這可能使量子電腦變得更有用。相關論文發表於最新的物理評論X雜誌。
報導說，一旦量子電腦變得足夠強大，它們可能會對加密、藥物研發等特定任務有用，但是否能解決許多傳統電腦無法處理的科學問題，目前仍是未知數。
最新研究負責人賴安·巴布什及其同事開發出一種演算法，可翻譯大量傳統物理問題，使其能在量子電腦上運作。而且，在量子電腦上模擬某一類重要的傳統系統時，運算速度會得到指數級提升。
研究團隊解釋說，任何受到外力干擾的穩定系統，例如凱夫拉背心突然被子彈擊中，都可用描述球和彈簧這類系統的數學語言。這些系統中的物體遵守胡克定律，來回反彈。
研究發現，無論多麼複雜，這些傳統彈簧系統的數學描述都可表示為薛丁格方程式的某個版本，該方程式描述了任何量子系統隨時間的變化規律。
透過觀察兩個方程式之間的相似性並使用對稱性，研究人員編寫出一種演算法，將彈簧移動的距離和速度轉換為薛定諤方程式的語言及量子電腦使用的量子位元。這種球和彈簧系統可描述許多物理問題，包括大多數波浪狀系統，如神經元活動圖或從表面反射的光等。
巴布什團隊目前還沒有計算出運行演算法需要多少量子比特，可能超出了今天的量子電腦擁有的量子比特數，解決這些物理問題或是首批糾錯量子電腦的應用領域之一。