基于原子系统动力学实现有限状态逻辑机器
量子物理
2026-05-20 v1
摘要
在摩尔预测成功后，我们正在接近半导体计算材料微型化的限制。这导致探索各种研究路径以发展替代性计算范式，如量子计算、3D晶体管、分子逻辑和连续逻辑。在此背景下，我们提出了一种新方法，即利用两能级原子的动力学执行经典布尔逻辑运算。与传统组合逻辑电路不同，其中输出仅取决于输入，我们建议一种类似有限状态机的计算模型，其中输出受输入和系统初始状态的影响。该提议机制利用两能级量子态的动力学，信息编码在可观测量中。我们使用李维尔方程分析了这些可观测量，即密度矩阵的population（对角）和coherence（非对角）元素。李维尔空间中可观测量的选择允许我们编码更多变量。尽管环境噪声可能导致编码信息的某些损失，但在其耗散之前仍可执行快速计算。此外，可以并行读取逻辑运算，从而实现复杂计算。该系统还可以扩展为N能级配置。
引用
@article{arxiv.2605.19273,
title = {Implementation of Finite state logic machines via the dynamics of atomic systems},
author = {Dawit Hiluf Hailu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19273},
year = {2026}
}