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《自然》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究，報(bào)告了科學(xué)家通過(guò)“時(shí)間反演”方案來(lái)探測(cè)量子動(dòng)態(tài)的新進(jìn)展。谷歌“量子AI”團(tuán)隊(duì)與其合作者稱，他們通過(guò)逆轉(zhuǎn)信息置亂的方式操控量子回路，可以探測(cè)量子計(jì)算機(jī)的特性并提升其性能。
量子計(jì)算長(zhǎng)期以來(lái)的目標(biāo)，就是打造性能足以實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)的量子計(jì)算機(jī)，在特定和理想的實(shí)用任務(wù)中超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要通過(guò)降低噪聲和克服缺陷來(lái)解決一系列難題。其中一個(gè)問(wèn)題是探測(cè)系統(tǒng)中眾多組件的量子動(dòng)力學(xué)，以區(qū)分真實(shí)量子效應(yīng)和經(jīng)典噪聲。這些系統(tǒng)可能難以研究，因?yàn)橄嗷プ饔靡氐男袨椴豢深A(yù)測(cè)且難以追蹤，尤其是僅在特定時(shí)刻測(cè)量部分元件時(shí)。一個(gè)可能的解決方案涉及“時(shí)間反演”，即擾動(dòng)系統(tǒng)后，讓擾動(dòng)向外擴(kuò)散，然后反演系統(tǒng)以嘗試逆轉(zhuǎn)信息置亂，從而獲得整體系統(tǒng)的信息。
此次，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)超導(dǎo)量子處理器中，使用“時(shí)間反演”方案，測(cè)量了高階非時(shí)序關(guān)聯(lián)子（OTOC）。OTOC是量子物理中表征系統(tǒng)混沌行為的核心工具，也是研究量子信息如何在多粒子量子系統(tǒng)中傳播的工具。他們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)可觀察量，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間尺度下對(duì)真量子效應(yīng)保持敏感，足以在傳播與反演動(dòng)態(tài)過(guò)程中采樣處理器的很大部分。
研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)，通過(guò)測(cè)量OTOC可揭示經(jīng)典計(jì)算無(wú)法獲取的量子系統(tǒng)微觀特性，他們認(rèn)為，這提升了未來(lái)使用此類多粒子測(cè)量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健量子優(yōu)勢(shì)演示（如核磁共振）的可能性。團(tuán)隊(duì)同時(shí)提出，演示中使用的回路屬于簡(jiǎn)化模型，但其表明該方案可應(yīng)用于真實(shí)物理系統(tǒng)。
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
