中科院数学与系统科学研究院统一量子游走两大范式,突破算法设计局限
2026-01-13 浏览量:
  • 编译时间:2026-01-10

  • 编译者:刘飞

  • 资源来源:中国科学院

近日,中国科学院数学与系统科学研究院在量子计算核心模型——量子游走的研究中取得重要突破。团队提出了一种新型混合量子游走框架,成功将长期分立的离散模型与连续模型的核心特性(硬币操作与哈密顿演化)有机融合,首次在统一模型中实现了对两者的兼容与调控。

该框架突破了传统混合模型的局限,其关键创新在于在任意图结构上引入硬币控制的连续演化。这一设计使模型展现出独特的双频干涉和量子拍频等新特征。基于此统一框架,研究团队实现了两大关键应用突破:一是首次在一般连通图上实现了普适的完美量子态传输,克服了以往方案对图结构的严格限制;二是提出了针对正规图邻接矩阵的量子乘法新算法,理论分析表明,在图规模大且顶点度数有界时,其性能超越已知最快的经典算法,该优势已在量子计算平台PennyLane上通过三角计数任务得到初步验证。

此项研究为量子算法设计提供了强大的新工具与理论基础,有望在量子搜索、复杂网络分析及高效量子态传输等领域发挥重要作用,推动相关应用的发展。成果已发表于自然合作期刊《npj Quantum Information》。