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记者日前从中科大获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组，日前与哈佛大学、清华大学的理论组合作，提出并实现“麦克斯韦妖式”量子算法冷却，为破解“初始化”量子计算机这个难题提供一种很有潜力的手段。成果1月19日发表在著名期刊《自然·光子学》上。 按照热力学基本定律，温度均匀的封闭区域，不可能自动分隔成温度高和温度低两部分。 19世纪，伟大物理学家麦克斯韦提出假想，在黑箱中放入一块隔板，隔板上开个小门，有只小妖看守这小门，让冷分子走到门一侧，而热分子走到门另外一侧，最后，在小妖“调控”下，门一侧都是“冷”分子，另一侧都是“热”分子。这就是著名的“麦克斯韦妖”现象。 普通计算机开机时，需要将系统初始化，将硬件参数重置到“初始”状态。量子计算机是否也要初始化？答案是肯定的。将计算单元“量子比特”调整到能量最低状态—“基态”，就是量子计算机“初始化”过程。但对量子系统而言，即使处于接近绝对零度，仍有“激发态”的“热”量子和“基态”的“冷”量子，将各个量子比特统一调整到“基态”非常困难。 中科大国际合作团队利用光学干涉装置搭建成冷却模块，通过多次调用冷却模块实现量子系统逐步冷却，以实现量子计算机的初始化。实验结果和理论预言吻合得非常好，保真度达97.8%以上。其中冷却模块，就如同“量子小妖”。审稿人高度评价了这一成果，认为“他们做出一种很新颖的算法，像麦克斯韦妖一样实现了冷却”。（桂运安） |
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