有一種行走雖然隨機,卻也能走出精彩( 二 )


首先 , 科學家觀察單個光子的量子行走 。 一維陣列編號從Q1—Q11(11比特),這個光子初始位置被安排在中間的Q6 , 隨著時間演化 , 科學家觀察了不同時刻、不同格點位置上的光子密度分布 , 和Bose-Hubbard模型很好的吻合 。 后來 , 光子初始位置被安排在兩邊的Q1和Q11 , 情況也與理論相符 。 有趣的是 , 光子在一維陣列上開始變得活潑起來 , 它舞動著手中的綢布 , 利用干涉和反射作用 , 變化出主波、次級波和回波 , 在一維方向上 , 光子密度呈現出有趣的波動舞蹈 。
隨后 , 科學家又在陣列上加了一個光子 。 他們這次想看看兩個光子又能如何變化多端 。 這次的一維晶格有12位 , 編號為Q1—Q12 , 兩個光子先是被分別放在了最中間的Q6點和Q7點 。 由于光子之間的強關聯作用 , 神奇的事情出現了:與自由光子行為明顯不同 , 兩個光子的空間密度呈現反相關性 , 好像一種類似費米子的行為 。 這種反聚束效應 , 與理論預言完全相符了!
【有一種行走雖然隨機,卻也能走出精彩】這樣的成果不只是讓量子計算離我們更近了一步 。 生活中 , 可不止布朗的花粉隨機行走 , 許多生物過程、化學反應都離不開量子行走的模擬計算 。 甚至 , 經濟學中很多理論基礎就來源于隨機行走 , 比如 , 基于隨機行走思想的Black-Scholes期權定價理論 , 就獲得了1997年諾貝爾經濟學獎 。 (吳長鋒)

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