从超级计算机到量子计算机的飞跃，或将解开物理学中最神秘概念！( 四 )_布鲁克海文国家实验室计算机科学家迈克

玻尔兹曼因子有助于对温度效应进行建模，这些温度效应可以用来预测和控制原子行为和物理性质，它们在经典计算机上效果很好。然而，在量子计算机上，计算中使用的量子逻辑门（类似于数字电路中的逻辑门）是用复数表示，而不是波尔兹曼因子，根据定义，波尔兹曼因子是实数。这一问题为McGuigan和学生/合著者Raffaele Miceli提供了一个有趣的问题，可以使用布鲁克海文实验室通过橡树岭国家实验室的IBM Q Hub访问IBM通用量子计算系统协议提供的量子计算试验台来解决。

这项合作允许布鲁克海文（以及网络中的其他人）访问IBM的商业量子系统，包括用于实验的20和53量子比特系统。在量子计算机上，还有另一种模拟有限温度的方法，称为热场动力学，它能够计算与时间和温度有关的量。在这种形式中，构造一个系统的双倍，称为热双倍，然后在量子计算机上进行计算，因为计算可以用复数的量子逻辑门来表示。最后，可以把双态相加，并产生一个有效的玻尔兹曼因子，用于有限温度下的计算。