量子计算机中的对偶性与循环计算

量子计算机拥有量子并行性，并提供超越经典计算机的强大算力 \cite{er1,er2}。众所周知，穿过双缝的运动量子客体表现出波粒二象性。量子计算机是静态的，缺乏这种二象性属性。最近提出的对偶计算机利用了这一波粒二象性属性，可能提供额外的计算能力 \cite{r1}。简而言之，对偶计算机是穿过双缝的运动量子计算机。对偶计算机能够对来自不同狭缝的子波执行独立操作，即所谓的对偶并行性。在此我们表明，一个 $n$-对偶比特 (dubit) 对偶计算机可以由一个 $(n+1)$-量子比特 (qubit) 量子计算机建模。在对偶模式下，计算操作不必是幺正的。一个 $n$-量子比特量子计算机可用作 $n$-比特可逆经典计算机，且具有能源效率。我们的结果进一步使得 $(n+1)$-量子比特量子计算机能够在 $O(2^n)$-比特经典计算机上运行经典算法。对偶模式在经典计算与量子计算之间提供了自然链接。此处我们还提出了一种循环计算模式，其中量子计算机将持续计算直至获得结果。这两种模式为算法设计提供了新工具。我们设计了一种针对无序数据库搜索问题的搜索算法。