高效分辨量子信息扰动“反蝴蝶效应”有办法

近期，发表于国际著名学术期刊《物理评论快 》上的一项研究引发了业内的关注。国外研究人员借鉴量子“反蝴蝶效应”的研究，解决了物理学中长期存在的实验问题。研究建立了对量子计算机性能进行基准测试的方法，并且有效地减少了量子信息扰动对于计算的干扰。

这一研究无疑对于正在探索前进中的量子计算显得尤为重要。

量子世界不允许有“蝴蝶效应”

时间旅行是科幻小说中的热门主题。那么一旦回到过去，初始条件的改变是否会产生“蝴蝶效应”，以致于改变整个历史走向？

这就意味着，这种“量子反蝴蝶效应”可以应用于信息隐藏硬件和量子信息器件测试中，计算机可以通过将初始状态转换为强纠缠态来隐藏信息。这一新发现还可以被用来测试量子处理器是否真的在量子原理下工作。

多种因素影响量子计算机性能

“因此，要延长量子比特的退相干时间，就必须有效隔绝量子比特与环境的一切相互作用，仅仅放开对量子比特操控和读取所需的部分，让量子比特近似成为一个‘孤立系统’。”有关专家表示。

有关专家强调，除“量子比特的相干性”外，量子逻辑门的操作、读取的速度和保真度，同样也是影响量子计算机性能的重要因素。

一种处理信息扰动的简洁方法

“确切地说，此次研究是建立了一种基准方法。通过测量系统中的一种特殊可观测量的值，再根据该测量结果，就可以严格准确地区分开量子信息扰动过程和普通的量子退相干过程。”有关专家说。

“这一研究再次表明，量子信息扰动与量子退相干效应具有本质的不同，这进一步加深了我们对量子世界，尤其是对于复杂量子系统的认识。”有关专家表示，利用量子信息扰动的“反蝴蝶效应”，人们可以对量子信息进行编码或者隐藏。例如，将初始信息制备成一个高度纠缠态，就可以使得该信息在经历环境的扰动，甚至是外界的攻击之后，仍能被很好地还原。

此外，由于“量子反蝴蝶效应”是复杂量子系统特有的性质，因此其也可以被用来检验量子计算机是否遵循量子力学规律。

有关专家表示，本次研究提出了一种十分简洁的新方法，可以有效地分辨出量子信息扰动，避免受到诸如量子退相干效应等引起的嘈杂背景干扰。