广岛大学 本研究的示意图
学分:广岛大学 抛钱币
人头？向左走一步
尾巴？向右走一步
在量子世界？立刻向两个方向走，就像一个波浪向外扩散
这种被称为“沃克类比”的随机过程既可以应用于经典算法，也可以应用于量子算法，后者用于人工智能和数据搜索过程等最新技术
然而，随机性也使得行走难以控制，使得精确设计系统更加困难
日本的一个研究小组可能正在向更可控的行走方向发展，他们揭示了每一个量子步的方向决定机制，并引入了一种潜在的控制运动方向的方法
他们在10月16日的自然研究杂志《科学报告》上发表了他们的结果
“在我们的研究中，我们专注于决定量子行走行为的硬币，以探索可控性，”论文作者片山春娜说，她是广岛大学综合艺术与科学研究生院的研究生
在经典系统中，硬币引导太空中的行走者:向右还是向左
在量子系统中，硬币的可靠性要低得多，因为步行者既可以作为一个粒子站在一个空间中，也可以作为一个波在每一个可能的时间范围内延伸
“为了揭示硬币的功能，我们引入了一种与时间相关的硬币，硬币正面或反面落地的概率随时间而变化，”片山说
研究人员发现，这种依赖时间的硬币可以改变行走者的位置，但行走者的波动特征掩盖了硬币控制了多少物理空间
“我们首次成功澄清了两个完全不同概念的等价性——硬币概率变化率和海浪速度的等价性，”片山说
“这种公开的机制使我们能够通过操纵硬币来控制按需量子行走，同时保留随机过程，为创新的量子信息处理技术(如量子计算)提供核心基础元素
" 研究人员确定，硬币翻转的速度直接影响波浪移动的速度，从而对步行者的移动有所控制
“行走机制使我们能够通过控制抛硬币的速度来定制我们想要的量子行走，”片山说
“此外，我们发现，通过设计硬币，可以按需实现具有所需轨迹的量子行走
我们的结果为量子行走的控制开辟了道路
"
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