利用廣義相對論中的引力幾何學工具實現最優化量子計算

只要弄清其中的機制，或許量子計算會徹底改變我們的生活。現在，科學家已經發現了如何實現量子計算的最優化途徑。

在廣義相對論中，計算曲面上兩點間最短距離的幾何學工具，也可被用來尋找量子計算機中處理信息的最有效途徑。

最短/優路徑——無論是穿越行星的球形表面還是量子計算系統——被稱為測地線。研究人員表示，他們可以在量子計算的特定分支——共形場理論——中實現最快計算。

日本京都大學的物理學家Pawe? Caputa在Phys.org上報告說：「在我們的框架里，找到複雜幾何對象上測地線等效於求解引力方程。我們稱之為，二維共形場理論中最優計算的重力規則。」

把量子計算的潛力滲入到物理和現實應用場景中，這一直是科學家面臨的最大挑戰之一。如果我們要開發可以在一般環境中使用的量子計算機，那麼降低錯誤率和減少干擾將是關鍵。

先前的工作，已經在量子計算和幾何學之間建立起聯繫，但新研究在此基礎之上發現，在複雜性和引力理論之間存在前所未見的全新關聯。

目前的發現只適用於特定條件下的量子計算，但最終應該可以推廣到更一般的場合。

「在二維共形場理論中，如果由能量—動量張量給出量子門，則測地線長度可以通過二維引力的作用來計算。」Caputa告訴Phys.org。

量子計算基於量子比特的概念——一個可以同時具有幾個狀態的信息單元，而不是經典計算機系統中確定的1/0計算位。

但是處理量子比特是非常棘手的難題。雖說近年來，物理學家已取得了不小進展，且提高了量子計算的精確性——畢竟，我們需要的是可以信賴的輸出結果。現在的量子計算機可以攜帶更多的量子信息。

分解大的問題，然後通過零敲碎打，我們一步步朝著實現量子計算的承諾邁進，而引力幾何可以幫助我們挖掘出系統的潛力。

該研究發表在Physical Review Letters上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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