量子计算、复杂性与多体物理

近期发展的量子算法表明，量子计算机可比常规计算机更高效地解决某些问题并执行某些任务。除其他原因外，这归因于创建非经典关联或量子纠缠的可能性，这是一种难以或无法用经典信息方法复现的现象。在本论文中，我首先研究在由两能级量子单元或量子比特构成的量子计算机上仿真量子系统。为此，我给出代数映射，使得人们能用此类计算机获得费米子、任意子与玻色子系统的物理性质并计算关联函数。所得结果表明，制备包含计算所需信息的量子态的复杂性是关键所在。其次，我给出一类广泛的量子计算——可能涉及纠缠态——可在两类计算机上以相同效率仿真。广义量子纠缠的概念随之自然浮现。此纠缠的推广基于如下思想：纠缠是依赖于观察者的概念，即相对于一组优选可观测量而言。