不再是摆设,美国科学家们开发了一种新方法让量子计算机工作

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今天的第一篇专业内容来啦,美国六家大学的联合科学家团队开发了一种新方法,使量子计算机能够通过计算配分函数的零点来测量系统的热力学性质。“我们展示了一种获得系统热力学性质的新方法,如自由能、熵和其他性质,这些性质太复杂,目前无法通过传统计算或量子计算来测量。”科学家们解释说:“通过计算配分函数零点,我们正在解决当试图计算给定系统中的自由能和熵时量子位数据不准确的问题。”

量子计算机通常用于研究复杂系统,因为它们能够处理常规计算机无法处理的大型计算。然而,一些问题,例如测量系统中的热力学或自由能(包括计算系统的熵)仍然太大,即使是这些计算机也无法有效处理。配分函数描述了处于热力学平衡的系统的统计性质。一个系统的总能量、自由能、熵或压强可以用配分函数或其导数的形式用数学表示。科学家们使用量子计算机测量自旋模型在相变过程中的配分函数零点,而不是熵。

科学家们补充道:“我们的方法跳过了计算熵的部分,转而考虑配分函数。这是因为配分函数是一个生成函数,你可以对它进行运算,得到其他热力学信息,比如内能和熵。我们通过确定配分函数的零点位置来测量配分函数,一旦你知道了一个函数的所有零点,你就知道了整个函数。因为零点位于复平面上,我们使用了一个在具有复磁场和时间演化之间的映射来找到它们。”

来源:宇宙与科学

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