由洛斯阿拉莫斯国家实验室制作
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最近的理论突破解决了两个长期存在的问题，即在未来的量子计算机上模拟量子系统的可行性，克服了复杂性分析带来的挑战，实现了更先进的算法
洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个量子团队的工作在两份出版物中进行了介绍，该工作表明量子系统的物理特性允许更快的模拟技术
洛斯阿拉莫斯的量子理论家、两篇论文的合著者罗兰多·索马(Rolando Somma)说:“基于这项工作的算法将需要在量子计算机上进行量子模拟的首次全面演示。”
低能量子态是更快量子模拟的关键 论文“低能子空间中的哈密顿模拟”证明了量子模拟算法的复杂性取决于相关的能量尺度，而不是像以前认为的那样取决于系统的全部能量
事实上，一些量子系统可以具有无界能量的状态，因此即使在大型量子计算机上，模拟也会被证明是难以处理的
这项新的研究发现，如果一个量子系统只探索低能态，它可以在量子计算机上以较低的复杂度进行模拟，而不会出现破坏模拟的错误
“我们的工作为低能量子模拟的系统研究提供了一条道路，这将是推动量子模拟更接近现实所必需的，”洛斯阿拉莫斯的理论物理学家、该论文的主要作者布拉克·萨希诺卢(Burak sahino Lu)说，该论文发表在《自然》合作伙伴期刊《量子信息》杂志上
索玛说:“我们表明，在算法的每一步，你永远不会逃避巨大的能量。”
“有一种方法可以编写你的量子算法，这样每走一步之后，你都还在你的低能子空间里
" 作者说，他们的研究适用于一大类量子系统，并将有助于模拟量子场理论，这些理论描述了低能态下的物理现象
量子系统的快进绕过了时间-能量不确定性原理 另一篇论文《快进量子进化》发表在《量子》杂志上，该论文是与加州理工学院的顾守真(前洛斯阿拉莫斯量子计算暑期班学生)合作完成的
它展示了三个量子系统，在这些系统中，量子模拟算法可以比时间-能量不确定性原理所建议的极限运行得更快——在某些情况下甚至是指数级更快
Somma说:“在量子力学中，当测量一个系统的能量尺度时所能达到的最佳精度，通常与测量持续时间成反比。”
“然而，这个原理并不适用于所有的量子系统，尤其是那些具有某些物理特征的系统，”ahinolu说
作者表明，当绕过这一原理时，这样的量子系统也可以在量子计算机上被非常有效地模拟，或者被快速转发
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