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Matthew Fisher教授:量子計算機監測
日期:2025.04.27 點擊:

4月12日上午,365英国上市官网在线國際前沿科學論壇第三場學術報告在理論物理研究中心二樓1210會議室舉行。應365英国上市官网在线的邀請,美國科學院院士Matthew Fisher教授通過Zoom視頻會議作了題為“Monitoring Quantum Computers”的學術報告。365英国上市官网在线研究員Konstantin Dorfman主持了此次報告。

Matthew Fisher教授的報告深入闡述了量子計算機領域量子監測方向的進展。在傳統量子物質研究中,平衡态下的量子相變(如磁化、拓撲序)已得到充分理解。然而,随着新型量子實驗平台(如超導量子比特、冷原子系統)的發展,研究焦點逐漸轉向開放、非平衡的量子動力學系統,其中測量(monitoring)對量子态的演化與相變産生了深遠影響。Fisher教授介紹了測量誘導的量子相變及其突破性研究進展,這類相變的實驗驗證長期受困于“後選擇難題”——量子系統的測量結果呈指數級增長,篩選有效數據如同大海撈針。科研人員在最新的研究中提出了“交叉熵基準測試”方案,通過對比量子實驗與經典模拟的數據關聯性,繞過了傳統方法需重建量子态的海量計算。例如,在IBM超導量子芯片上,僅用22個量子比特即成功捕捉到相變信号,驗證效率提升超千倍。這項技術被評價為“量子-經典混合計算的裡程碑”,未來可應用于量子糾錯、多體模拟等前沿領域。

Fisher教授還介紹了“自适應反饋”技術,利用實時測量結果動态調控量子系統。在一維量子鍊實驗中,科學家通過測量粒子交換狀态并自動觸發局域操作,成功将系統引導至具有長程磁序的純态——這在一維平衡系統中因物理定律限制而無法存在。該技術被比喻為“量子導航儀”,首次實現了非平衡态下的連續對稱性破缺,為設計新型量子材料提供了理論藍圖。谷歌、IBM等企業已啟動相關技術的硬件适配。Fisher教授指出,解碼與引導技術的結合,标志着量子調控從被動觀測邁向主動設計。然而,深度量子電路構建、混合系統延遲問題仍是工程難點。下一步,在離子阱平台驗證更大規模系統的穩态控制,并探索拓撲序等複雜量子相的動态生成将是相關領域的研究重點。

報告結束後,包括365英国上市官网在线本科生在内的線上線下參會者踴躍提問,Matthew Fishe教授與提問者進行了熱烈地讨論和交流。

本次學術報告會采取線上線下結合的形式,吸引了校内外70餘位師生線下參會、近百位國内外專家線上參會,其中包括中科院物理研究所、中國工程物理研究院、美國德克薩斯大學、美國休斯頓大學、瑞典斯德哥爾摩大學、馬來西亞馬來亞大學、香港科技大學、中山大學、西安交通大學、南開大學、蘭州大學等機構和高校的學生和學者。

365英国上市官网在线國際前沿科學論壇緻力于搭建高水平、國際化學術交流平台,促進365英国上市官网在线與全球頂尖學者和機構之間的深入交流。

報告人簡介:

Matthew Fisher教授于1995年獲得美國國家科學基金會頒發的艾倫·T·沃特曼獎,1997年獲得美國國家科學院研究創新獎,2015年獲得凝聚态物理領域的奧利弗·E·巴克利獎。他于2003年當選美國藝術與科學院院士,2012年當選美國國家科學院院士。