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[转载]专题征稿 | 量子计算与量子模拟

已有 228 次阅读 2020-6-1 12:09 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

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量子计算是应用量子力学原理来进行有效计算的新颖计算模式,其具有强大的并行计算和模拟能力,为人工智能、密码分析、物流优化、药物设计等所需的大规模计算难题提供了可能的解决方案,并可有效揭示量子相变、量子化学、凝聚态多体物理、量子霍尔效应、黑洞、量子场论、统计物理等复杂物理机制。应该强调的是量子计算机是一种变革性技术,其运行和计算模式是全新的,但是它的功能不是替代经典计算机,而是对经典计算机的有效补充,其应用场景是解决经典计算机不擅长的某些特殊问题,所以以多量子比特为特征的可扩展量子计算和量子模拟将变得尤为重要。另外以量子工程为特征的传感、测量、控制、定位等也和量子计算量子信息领域互相促进,带来诸多先进量子技术的应用前景。


量子计算机的研究整体上还处于初级阶段,量子比特数目在几个到几十个量级,距离实用化需要的成千上万还有较大距离,各种建造方案各有优劣。其中超导量子计算、光量子计算、离子阱量子计算、半导体量子计算、拓扑量子计算等经过多年发展,取得显著的技术进步和创新成果;量子信息基本问题、量子算法、量子精密测量、量子机器学习等新老方向的成果也层出不穷。对已取得的成果进行总结、凝练和评估将会促进整个领域的持续发展,相互借鉴创新性思想和技术也会带来多赢的局面。


量子计算和量子信息的实际应用前景一直是推动整个领域发展的重要动力,也是各国政府和高科技公司投入资源的原因,推动以多量子比特为代表的量子优势研究是现阶段的重要课题。由于量子态退相干效应等会导致噪音,有噪音中等规模量子技术(noisy intermediate-scale quantum (NISQ) technologies)可以概括大多的进展,已有的成果也很多,比较有代表性的有比如谷歌人工智能量子团队所实现的量子优势(量子霸权),以及美欧在离子阱和中性里德堡原子所实现的多量子比特量子模拟,量子算法演示等,国内研究也有系列创新性成果。


量子计算现阶段的NISQ特色比起初期的一两个量子比特已经有较大的提升,另一方面又没有达到远期的大规模水平,最近一段时间的科研势必起到一种承上启下的作用。因此,我们提议组织一个量子计算和量子模拟的专题,总结评述有发展前景的已有成果,并对将来做出展望。为了吸引更多的读者,专刊将不限于上述内容,也可涵盖量子信息基本问题,量子多体多自由度模拟、 量子传感及探测、量子机器学习等量子力学、凝聚态物理及量子化学等方向,这些内容都无疑对整个量子计算领域的发展有益处。


为了促进国内外学术交流,推动相关领域研究,扩大期刊影响力,CPB计划推出专题:量子计算与量子模拟(Quantum computation and quantum simulation)


现公开向广大专家学者征集“量子计算与量子模拟”相关方面原创性的研究论文。



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范    桁  研究员  中国科学院物理研究所

郑东宁  研究员  中国科学院物理研究所


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           截稿日期:

           2020年10月15日


           投稿方式:请直接网上投稿

          投稿网址:http://cpb.iphy.ac.cn

          (请在投稿文章题目后加上标注“——量子计算与量子模拟专题投稿”)


          联系人:王久丽

          电   话:010-82649519

          邮   箱:wangjl@iphy.ac.cn



简介.png


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范桁,中科院物理所研究员,博士生导师,固态量子信息与计算实验室主任。1990年北京大学获得学士学位,1996年西北大学获得物理学博士学位。1999-2005 年,分别在日本东京大学、日本科技事业团、美国加州大学洛杉矶分校从事博士后研究,2005年加入中科院物理所,作为负责人入选科技部创新人才推进计划重点领域创新团队。


主要从事量子计算、量子信息与量子模拟理论与实验研究,发表学术论文260余篇, 其中Science两篇,综述Phys. Rep.两篇,PRL/X十三篇,Nature Comm.两篇,论文被SCI引用5000余次。


代表性重要成果:1. 物理所范桁研究员等与中科大等单位合作,应用具有12个超导量子比特形成一维链结构的器件,实验实现了强关联量子行走的模拟。量子行走是经典随机行走的量子对应,也是实现通用量子计算的可选方案,文章发表于Science, 此项成果入选“中科院2019年度科技创新亮点成果”。2. 物理所范桁研究员等与浙江大学等单位合作,实现了20超导量子比特薛定谔猫态和18量子比特的GHZ态,刷新了量子纠缠比特数的世界纪录,文章发表于Science。


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郑东宁,中国科学院物理研究所研究员、博士生导师、课题组长。1984年毕业于中国科学技术大学,获理学学士学位。1987年在该校获理学硕士学位。1994年在英国剑桥大学获博士学位。先后在中国科学院物理研究所、英国剑桥大学、DURHAM大学从事超导研究和教学。现任担任中国电子学会超导电子学分会副主任委员、国家超导标准技术委员会副主任。曾任超导国家重点实验室副主任、超导研究领域主要期刊《Superconductor Science and Technology》编委。


主要研究方向是超导量子计算。主要侧重以下几个方面:(1)基于超导量子电路的量子计算和量子模拟研究;(2)基于超导电路的量子光学和原子物理现象的研究;(3)超导量子比特的退相干机制研究;(4)高性能超导Josepshon参量放大器和超导共面波导谐振腔的制备和研究。



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https://iopscience.iop.org/journal/1674-1056



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