中科大首次实验实现压缩量子模拟

　　记者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。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模拟器的尺度仍然较小，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刊《物理评论快报》上，并被选为该期编辑推荐亮点文章。