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量子漫步

物理化学22 阅读

波恩大学迪特尔·梅赛德教授的研究小组多年致力于量子计算机的研究。量子漫步的实现对研发量子计算机具有开创性的重大意义,通过它新的算法就可以得到应用。

概述   
量子漫步根据“随机漫步”理论,每完成一阶段的抛硬币后确定的位置,很少出现偏离原始出发点太左或太右的情况。随机漫步这种现象可在许多现代科学领域(如布朗运动)中发现,在量子物理世界中,类似现象则有一个新的有趣特性,叫做“量子漫步”。直到目前为止,量子漫步或多或少还只是一个理论架构,现在,波恩大学的物理学家终于首次实际执行了这样的量子漫步。经过数次这样的“量子漫步”后就基本上延伸到了任何地方。只有当你去观测时才会得到确定的位置。其位置的出现概率主要由量子力学的第二效应决定。这是基于原子的两个部分能自我加强或是自我毁灭,光物理学家称这种现象为干扰。

随机漫步   

就像小王投掷硬币的例子一样,这样的量子漫步也可多次执行,然后,科学家们就可以得到反映原子存在概率的曲线图。多次量子漫步的记录显示曲线高峰在两翼。这个曲线与传统的随机漫步得出的结果具有明显的不同。但是,如果每“扔”一次就破坏量子态叠加,量子漫步就变成了随机漫步,铯原子的行为就跟小王的无异。

波恩大学迪特尔·梅赛德教授的研究小组多年致力于量子计算机的研究。量子漫步的实现对研发量子计算机具有开创性的重大意义,通过它新的算法就可以得到应用。比如,在现代技术中,要从一串0中找出某一个0,人们必须检查每个数位,所需的时间随0的总体数量的增加而线性增加。如果使用量子漫步算法,漫步者可以同时在多处搜索,“大海捞针”的速度就被极大地提高了。

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