在高维量子“藏宝图”，新量子比特取值神奇达到20个

研究人员利用机器学习，高效地在20维量子藏宝图中穿梭浏览，不仅找到了宝藏，还创造了一个新词。研究成果以“Robust and Efficient High-Dimensional Quantum State Tomography”为题，发表在《物理评论快报》上[2]。

昆士兰大学的物理学家Markus Rambach博士表示，团队使用自导断层扫描技术（self-guided tomography），能够更快更准确地发现未知量子态。

研究团队还引入了新词“quvigint”，类似于“qubit”（量子比特，可以同时取值为0和1），只不过它的取值不仅为2个，而是20个。

Rambach博士补充说，像quvigint这样的高维量子态，非常适合安全存储并发送大量信息。

Rambach博士及其团队在纯态量子态上测试了自导断层扫描技术，纯态量子态可以在复杂的希尔伯特空间中以单向量表示。研究证明，该技术在这样的高维系统中依然有效，不论是3维、5维，还是20维，都能达到99%以上的测量保真度。

虽然提出自导断层扫描技术最初是为了测量纯态，但研究人员将该方法扩展到能够处理混合态。对于三维的混合态量子比特，测量保真度约为95%甚至更高。而这种高保真度正是读取基于高维量子信息的量子计算机所必需的[3]。

然而，在更高维度下寻找未知状态变得越来越困难，因为这在赋予量子设备强大算力的同时，也限制了我们描述它们的能力。

Rambach博士将这个问题与在高维量子藏宝图中寻找宝藏相比拟。他描述道，我们知道我们在哪里，也知道宝藏的存在，但就是不知道该走哪条路才能找到宝藏。

图｜quvigint（来源：Markus Rambach）