近日，中国科学技术大学杜江峰教授课题组李兆凯等在国际上首次实验实现了压缩量子模拟方法，将原先需要n量子比特的量子模拟任务压缩到仅需log(n)量子比特并在实验中成功实现。利用该方法，他们使用核磁共振量子模拟器成功研究了一个32自旋链的基态性质。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。相关研究成果发表在近日出版的Phys.Rev.Lett.上，并被选为该期编辑推荐亮点文章。
课题组使用了新颖的压缩量子模拟技术，极大地减少了量子模拟所需的实验资源。他们在实验中以32个自旋组成的Ising链为例，利用压缩量子模拟技术将该量子系统的模拟过程压缩至log(32)比特的空间中，进而转化为5比特的量子线路。随后利用核磁共振量子计算机，在实验上成功地模拟了该32自旋链量子系统，观测到其基态性质随该系统内部参数变化的趋势。
该研究成果表明，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地减少对量子模拟器比特数的需求。将经典计算所需的O(2n)资源压缩到仅需O(log(n))量子比特。这种双指数的加速过程使得研究多体量子系统的难度极大地降低，为当前技术水平下实现大规模的量子模拟提供了一种可行方案。
该研究得到了国家基金委、科技部、中国科学院的支持。
中国科大实验实现对32自旋链的压缩量子模拟
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