作者：许金时; 李传锋麦克斯韦妖量子算法冷却方法玻色爱因斯坦凝聚量子霍尔效应量子信息科学量子模拟冷却系统
摘要：有效的冷却方法不仅是研究低温下基础物理性质必不可少的手段，还促使了一系列重要实验现象的发现，如超导，玻色爱因斯坦凝聚以及量子霍尔效应等。最近量子信息科学的发展及其展现的优势越来越激发人们的研究热情。要实现量子计算、量子模拟等量子信息过程，通常需要系统初始时处于能量最低的量子态，即基态，这就需要量子冷却。我们提出并实验实现了一种量子算法冷却的新方法。通过引入辅助量子比特并对其测量，实现待冷却系统高能量部分和低能量部分的区分。将高能量部分剔除后就可以实现系统的量子冷却。这就像一只量子的麦克斯韦妖可以轻而易举地除去量子态中能量高的部分，因此这种方法被称为麦克斯韦妖式量子算法冷却。封面是我们方法原理的手绘示意图：麦克斯韦之妖在控制着大门，并使用魔法把激发态量子（长着翅膀的红色小球）驱赶出去，而让基态量子（冷色小球）保留下来。这项工作提供了一种新的途径用以量子模拟经典方法难以实现的物理系统和化学系统的低温性质，并可以为普适量子计算和量子模拟提供初始量子资源。相关结果发表在Nature Photonics，2014，8：113上，并且国际知名的量子信息学专家Seth Llyoyd教授还在同一期Na-ture Photonics的News and Views栏目上对这项工作进行了介绍（Nature Photonics，2014，8：90）。
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