作者彼得·沃辛斯基，拉夫堡大学 信用:Pixabay/CC0公共域 物理学家发现了量子比特行为的一个潜在的改变游戏规则的特征，这将允许科学家模拟复杂的量子系统，而不需要巨大的计算能力
一段时间以来，下一代量子计算机的发展受到了传统CPU处理速度的限制
即使是世界上最快的超级计算机也不够强大，现有的量子计算机仍然太小，无法模拟中等大小的量子结构，例如量子处理器
然而，来自拉夫堡大学、诺丁汉大学和创新大学的一组研究人员现在已经找到了一种方法，通过利用量子位——数字信息的最小单位——的混沌行为，绕过对如此巨大能量的需求
当对量子比特的行为建模时，他们发现当使用外部能源，如激光或微波信号时，系统变得更加混乱——最终证明了超混沌现象
当量子位元被电源激发时，它们会转换状态，就像一般的电脑位元会在0和1之间移动，但方式更不规则且无法预测
然而，研究人员发现，复杂性(超混沌)的程度并没有随着系统规模的增长而呈指数级增长——这是人们所期望的——而是与单位数量成正比
在一篇发表在《自然》杂志《NPJ量子信息》上的新论文《耗散的相互作用量子位驱动系统中复杂行为的出现和控制》中，该团队表明，这种现象在允许科学家模拟大型量子系统方面具有巨大的潜力
相应的作者之一，博士
拉夫堡科学学院的亚历山大·扎戈斯金说:“一个很好的类比是飞机设计
为了设计一架飞机，有必要求解某些流体(空气)动力学方程，这些方程很难求解，只有在第二次世界大战后，当强大的计算机出现时才成为可能
然而，早在此之前，人们就已经在设计和驾驶飞机了
这是因为气流的行为可以用有限数量的参数来表征，例如雷诺数和马赫数，这可以通过小规模模型实验来确定
没有这一点，使用经典计算机直接模拟量子系统的所有细节，一旦它包含超过几千个量子位，就变得不可能了
本质上，宇宙中没有足够的物质来建造一台能够处理这个问题的经典计算机
如果我们能用10，000个这样的参数来描述10，000个量子计算机的不同状态，而不是210，000个——大约是1的2倍，有3，000个零——那将是一个真正的突破
" 新的结果表明，一个量子系统表现出定性不同的一般情况下的行为模式，它们之间的转变是由相对较少的参数控制的
如果这普遍成立，那么研究人员将能够确定这些参数的临界值
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，建立和测试比例模型，并通过对实际系统进行一些测量，来判断我们的量子处理器的参数是否允许它正常工作
另外，大量子系统行为的可控复杂性为开发新的量子密码工具打开了新的可能性
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