当前位置:
寰宇科学 >
自然科学 > 破解“量子专属”神话，科学家仅用普通笔电成功挑战高难度量子运算
美国西蒙斯基金会（SimonsFoundation）辖下FlatironInstitute的计算量子物理中心（CCQ）与波士顿大 学携手合作，创下一项颠覆认知的惊人成就。研究团队仅利用一般电脑、进阶数学模型与专用软件，便成功破解了过去被学界认为“超出传统电脑能力”的量子物理难题。通过独特的数据压缩技术，部分复杂运算甚至只靠一台个人的笔记型电脑就能顺利完成。
这项突破性成果已正式发表于权威期刊《Science》。研究团队指出，在量子物理中，“量子纠缠”会导致系统状态随著粒子数量增加而呈指数级别膨胀，使得传统电脑根本无法直接储存与计算这些庞大的数据。
为突破此瓶颈，研究团队采用了“张量网络”（TensorNetworks）技术。这项技术宛如替庞大的量子波函数制作“ZIP压缩档”，将原本难以处理的海量资讯，巧妙整理成传统电脑可运算的数学结构。本篇论文的第一作者JosephTindall透露，他所完成的多项初步计算，正是直接在笔电上通过CCQ所开发的软件库“ITensor”执行的。
此外，这项研究也让经典的老演算法焕发新生。团队将1980年代问世的“信念传播”（BeliefPropagation）演算法与3D张量网络结合，首度应用于模拟复杂的“三维量子动力学”。虽然这种作法在运算上属于相对近似的解法，但不仅大幅降低了成本，更在多项测试中展现出顶尖的精准度。其计算结果不仅与理论预测完美吻合，甚至和过去由量子电脑得出的答案完全一致，证明了解决这类复杂问题，未必非得仰赖造价高昂的量子硬体。
研究人员强调，这项成果有助于学界重新理清“传统运算”与“量子运算”的优势界线，并为未来的量子动力学及新兴材料研究开启 全新的大门。展望未来，团队将挑战难度更高的模型，下一步的目标是模拟“可在不同位置间移动的电子”，期盼能借此更精准地贴近现实世界中量子材料的真实行为。
