中新網北京10月23日電 (記者 孫自法)國際知名學術期刊《自然》最新發表一篇量子物理論文稱，研究人員開展一項“逆轉時間”探測量子動態的研究提出，通過逆轉信息置亂的方式操控量子回路，或能探測量子計算機的特性并提升其性能。
這項研究由谷歌量子AI與合作者團隊完成，他們在論文中報告了在超導量子處理器中測量非時序關聯子(OTOC)的量，OTOC可作為理解量子計算機的工具，也即一種研究量子信息如何在多粒子量子系統中傳播的工具，用于構建超越經典計算機性能的可驗證演示。
本項研究成果相關示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖論文作者團隊介紹，量子計算長期以來的目標，是打造性能足以實現量子優勢的量子計算機，在特定和理想的實用任務中超越經典計算機。要實現這一目標，需要通過降低噪聲和缺陷克服來解決一系列的難題；其中一個問題是探測系統中眾多組件的量子動力學，以區分真實量子效應和經典噪聲。
他們指出，這些系統可能難以研究，因為相互作用要素的行為不可預測且難以經時追蹤，尤其是僅于特定時刻測量部分元件時。一個可能的解決方案涉及時間反演：擾動系統后，讓擾動向外擴散，然后反演系統以嘗試逆轉信息置亂，從而獲得整體系統的信息。
在本項研究中，谷歌量子AI與合作者團隊在一個超導量子處理器中，使用時間反演方案測量了高階OTOC。他們發現，實驗可觀察量在足夠長的時間尺度下對真量子效應保持敏感，足以在傳播與反演動態過程中采樣處理器的很大部分。
同時，通過測量OTOC可揭示經典計算無法獲取的量子系統微觀特性，研究團隊認為，這提升了未來使用此類多粒子測量實現穩健量子優勢演示(如核磁共振)的可能性。
論文作者團隊總結表示，本項研究演示中使用的回路屬于簡化模型，但其表明該方案可應用于真實物理系統。(完)