近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、朱曉波、彭承志等組成科研團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中科院物理研究所研究員范桁等學(xué)者，開(kāi)創(chuàng)性地將超導(dǎo)量子比特應(yīng)用到量子隨機(jī)行走的研究中，將對(duì)未來(lái)多體物理現(xiàn)象的模擬以及通用量子計(jì)算的研究產(chǎn)生重要影響。國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》日前發(fā)表了該研究成果。

“隨機(jī)行走”是指行走者的無(wú)規(guī)律移動(dòng)，這個(gè)概念100多年來(lái)已在物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到研究和應(yīng)用。

從人類(lèi)基因圖譜的繪制到宇宙天體演化的模擬，在這些復(fù)雜的多體系統(tǒng)模擬中，每多涉及一個(gè)粒子，計(jì)算量往往就會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這就需要具備超強(qiáng)運(yùn)算能力的量子計(jì)算技術(shù)迅速發(fā)展。超導(dǎo)量子計(jì)算是量子計(jì)算最有前景的方案之一，但在不斷集成更多量子比特的同時(shí)，如何保證量子比特的質(zhì)量，是當(dāng)前科研人員面臨的最大挑戰(zhàn)。

近期，潘建偉團(tuán)隊(duì)與范桁等學(xué)者合作，在成功實(shí)現(xiàn)12個(gè)高質(zhì)量量子比特計(jì)算系統(tǒng)基礎(chǔ)上，在世界上首次嘗試在固態(tài)量子計(jì)算系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)演示強(qiáng)關(guān)聯(lián)糾纏體系的量子隨機(jī)行走。他們?cè)敿?xì)研究了單粒子及雙粒子激發(fā)下的量子行走行為，觀察到量子行走過(guò)程中量子糾纏的傳播及演化，并成功觀察到了雙光子的費(fèi)米子化行為。