La computació quàntica adiabàtica (AQC) és de fet un exemple de computació quàntica universal dins de l'àmbit del processament de la informació quàntica. En el panorama dels models de computació quàntica, la computació quàntica universal es refereix a la capacitat de realitzar qualsevol càlcul quàntic de manera eficient amb prou recursos. La computació quàntica adiabàtica és un paradigma que ofereix un enfocament diferent a la computació quàntica en comparació amb el model de circuit més conegut, com ara la computació quàntica basada en portes exemplificada pel model de circuit quàntic.
En el càlcul quàntic adiabàtic, l'algorisme quàntic s'implementa fent evolucionar un sistema quàntic des d'un hamiltonià inicial l'estat fonamental del qual és fàcil de preparar fins a un hamiltonià final l'estat fonamental del qual codifica la solució al problema computacional d'interès. Aquesta evolució es realitza de manera continuada sense canvis bruscos, procés conegut com a evolució adiabàtica. L'èxit del càlcul depèn del fet que el sistema es mantingui en el seu estat fonamental al llarg d'aquesta evolució, que està assegurat pel teorema adiabàtic de la mecànica quàntica.
El concepte d'universalitat en la computació quàntica és crucial, ja que significa la capacitat de realitzar qualsevol càlcul quàntic de manera eficient utilitzant un model de computació particular. En el cas del càlcul quàntic adiabàtic, la universalitat s'aconsegueix mitjançant el teorema del càlcul quàntic adiabàtic, que estableix que qualsevol càlcul quàntic es pot simular de manera eficient mitjançant un procés de càlcul quàntic adiabàtic si es permet que el temps d'evolució sigui polinomi en la mida del problema. instància.
Per demostrar la universalitat de la computació quàntica adiabàtica, és essencial demostrar que pot simular de manera eficient altres models universals de computació quàntica, com el model de circuit quàntic. Això es pot aconseguir mapeant circuits quàntics amb processos d'evolució adiabàtica de manera que es preservi la potència computacional del circuit original. Tot i que el paradigma de computació quàntica adiabàtica pot no ser tan intuïtiu o senzill com el model de computació quàntica basat en portes, la seva universalitat estableix la seva importància en l'àmbit de la computació quàntica.
A més, s'ha demostrat que la computació quàntica adiabàtica és capaç de resoldre de manera eficient certs problemes que es creu que són difícils per als ordinadors clàssics, com ara certs problemes d'optimització. Això posa de manifest la potencial rellevància pràctica de la computació quàntica adiabàtica més enllà de la seva universalitat teòrica.
La computació quàntica adiabàtica és un exemple de computació quàntica universal, oferint una perspectiva diferent de la computació quàntica que aprofita l'evolució adiabàtica per realitzar càlculs quàntics de manera eficient. La seva universalitat es basa en el teorema de la computació quàntica adiabàtica i la seva capacitat per simular altres models universals de computació quàntica.
Altres preguntes i respostes recents sobre Càlcul quàntic adiabàtic:
- Quins són alguns dels reptes i limitacions associats a la computació quàntica adiabàtica i com s'aborden?
- Com es pot codificar el problema de satisfacció (SAT) per a l'optimització quàntica adiabàtica?
- Explica el teorema quàntic adiabàtic i la seva importància en el càlcul quàntic adiabàtic.
- Quin és l'objectiu de l'optimització quàntica adiabàtica i com funciona?
- En què difereix la computació quàntica adiabàtica del model de circuit de la computació quàntica?