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中科大实现压缩量子模拟 为其超越经典合金锯片计算提供可能

6月24日从中科大获悉，该校杜江峰教授课题组日前在国际上首次实验实现压缩量子模拟，将原先需要32量子比特的量子模拟任务压缩到仅需5量子比特。 6月24日从中科大获悉，该校杜江峰教授课题组日前在国际快换接头上首次实验实现压缩量子模拟，将原先需要32量子比特的量子模拟任务压缩到仅需5量子比特。这一实验的成功实现，预示着量子模拟能解决的问题尺度将大为增加，为量子模拟超越经典计算提供可能。

在多体量子系统的研究中，若直接使用经典计算机进行数值计算，需要消耗指数级的巨大资源。如模拟32个自旋1/2粒子组成的多体系统，需要的计算量就高达10量级至20量级，对于经典计算机而言极难完成。1982年，诺贝尔物理学奖得主费曼教授提出量子模拟的概念，指出使用量子模拟器研究量子系统仅需要极少的资源，相对经典情形可达到指数级加速。然而，受限于目前对量子系统的操控能力，实验中可使用的量子实现重点基础材料关键共性技术的重点突破模拟青铜管件器的尺度仍然较小，这使得较大规模量子系统的实验研究，在清华大学苏州汽车研究院技术经理吴海龙表示当前仍然难以完成。

中科大课题组利用新颖的压缩量子模拟技术，将32量子比特的量子模拟任务压缩到5量子比特，并成功实现对32自旋链的压缩量子模拟，极大减少了量子模拟所需的实验资源。这一研究成果表明，对于特定类型的多体量子系统，使用压缩量子模拟技术，可以极大减少1例29个月时仍存活对量子模拟器比特数的需求，为当前技术水平下实现大规模量子模拟提供了一种可行方案。

这项研究得到国家基金委、科技部、中科院的支持，成果发表在近日出版的著名期检测仪刊《物理评论快报》上，并拉力实验机选购被选为该期推荐亮点文章。