As funções de correlação são freqüentemente empregadas para quantificar as relações entre variáveis ​​interdependentes ou conjuntos de dados. Alguns anos atrás, dois pesquisadores propuseram um problema de teste de propriedade envolvendo Forrelação para estudar a complexidade de consulta de dispositivos quânticos. Agora, os cientistas realizaram um estudo experimental de Forrelação em um processador de informação quântica de ressonância magnética nuclear de 3 qubit.

O novo estudo foi publicado em Boletim de Ciências . Quatro estudiosos da Universidade Tsinghua, Li Hang, Gao Xun, Xin Tao e Long Guilu, colaborou com um acadêmico da Southern University of Science and Technology, Yung Man-Hong. No estudo, eles resolveram problemas de correlação dupla e tripla em spins nucleares e controlaram a flutuação de spin dentro de um valor limite usando um conjunto de sequências de pulso de UVA otimizadas.

É amplamente aceito que os computadores quânticos têm uma vantagem sobre os computadores clássicos em muitos problemas computacionais. No modelo de caixa preta, muitos algoritmos quânticos exibem acelerações quânticas. Isso levanta uma questão:dentro do modelo de caixa preta, quão grande é possível uma aceleração quântica? Especificamente, na complexidade da consulta, podemos encontrar a maior separação entre as complexidades de consulta clássica e quântica?

Dois anos atrás, Aaronson e Ambainis introduziram um novo problema de teste de propriedade chamado Forrelation, que determina se uma função booleana está altamente correlacionada com a transformada de Fourier de outra função booleana. E eles mostraram que deu a maior aceleração de caixa-preta quântica já conhecida.

O professor Long Guilu e seus colaboradores projetaram um circuito quântico para a implementação de Forrelações múltiplas. Eles perceberam o caso duplo e triplo de Forrelations em um espectrômetro de ressonância magnética nuclear medindo o valor de Forrelation para determinar se era maior que 3/5 ou se o valor absoluto era menor que 1/100. Esta é a primeira realização experimental do problema de Forrelação relatado na literatura. Seus resultados são mostrados na figura 1.

Professor Long Guilu, quem dirigiu o experimento, diz, “Uma das dificuldades é conseguir uma alta fidelidade dos estados finais, uma vez que o valor da Forrelação é altamente sensível à medição. Para controlar o erro dentro de um valor limite, utilizamos uma técnica de engenharia de pulso de ascensão de gradiente otimizada em vez de uma sequência composta de pulsos rígidos e evoluções de acoplamento J. "

O professor Yung Man-Hong aponta o desenvolvimento futuro de seu trabalho:"Todos os algoritmos quânticos são implementados em um processador de informações quânticas de três qubit, que pode não apresentar o poder da computação quântica sobre a computação clássica devido às técnicas experimentais atuais. Contudo, este experimento de protótipo indica que podemos ganhar a supremacia quântica em dispositivos quânticos relativamente simples em um futuro próximo. "