Language
Country/Area
No result found
量子多體動力學的核心問題：糾纏是如何隨時間擴散的？
在量子物理的領域中，量子隨機電路（QRC）是一個引人注目的概念。這一概念涉及將隨機性融入量子電路的局部單位運算和測量過程。這種方法的靈感來自於隨機矩陣理論，透過對結果的集成運算來解決複雜、難以解析的非積分性問題。這種隨機性的融入，不僅可以用來驗證量子計算機，還能幫助我們理解量子多體動力學中的非平衡結構和熱化過程。
與傳統計算方法相比，量子隨機電路提供了一種全新的解決方案，特別是在處理複雜問題時。
在量子隨機電路中，組成部分包括量子位（qubit）、單位運算（unitary gates）和測量。這些量子系統的時間演化是離散進行的，每一步都能透過單位運算進行演變。透過這些運算，純量子態可以演化成為不同的量子態。
量子電腦的測量過程是隨機的，這意味著相同結構的電路在不同運行下會有不同的結果。
而這種隨機性與單純的隨機行為是不同的。舉例來說，若將某些測量結果定義為一組數據集，則在固定的單位運算上進行不同的測量會產生不同的結果。這顯示了量子測量的本質是多樣的，並且隨著量子體系的複雜性，糾纏變化的情況也會更加繁複。
應用範疇
近期量子計算驗證
隨著我們進入所謂的「噪聲中間尺度量子」（NISQ）時代，現有的量子計算機並不是容錯的，且無法充分發揮其潛力，因此我們尋求一些具有以下兩個特徵的任務：一是計算上困難，二是近期裝置中可行。這些任務在量子計算機上可行，但在古典計算機上需耗費大量資源，尤其是時間。
例如，量子隨機電路取樣（random circuit sampling）是一種新興的可行策略，有助於推進量子計算的驗證研究。
谷歌在其量子霸權宣稱中使用了量子隨機電路，這一過程展示了量子計算的優勢，特別是在處理復雜的任務時。相比之下，一台最先進的古典超級計算機需耗時長達一萬年來完成同樣的計算。
非平衡及熱化的量子多體動力學
在處理量子多體動力學問題中，如何隨時間推移而擴散的糾纏是一個重要課題。這一問題的答案涉及非平衡熱化的基本理解。使用量子隨機電路的方法，可以實驗並理解這種糾纏擴散的過程。最新的研究結果顯示，隨機電路技術能夠提供一種普遍性結構，幫助描述喧鬧環境中的糾纏增長。
研究者們發現，糾纏隨著時間的推移呈現相似的結構，這為未來的量子動力學模擬打下了基礎。
隨著我們進一步探索量子隨機電路的潛能，這一領域的開展可能會推動量子計算技術的巨大飛躍。而展望未來，這樣的技術究竟能為科技和科學帶來什麼樣的變革呢?
