旋束态的三旋算法量子计算应用

　　旋束态的三旋算法量子计算应用

　　曾富  郁松
 
　　摘要：在过去的四十多年中，我们将三旋算法应用于旋束态量子计算，对于物理学界来说是一个相当大的挑战。因为寻找制造比传统计算机更有效率的量子计算机途径，就如寻找量子信息处理的“圣杯”。
　 关键词：颜色编码、光纤电话、旋束态、量子信息处理、量子计算、三旋

　 据physorg网站2007年4月18日报道，科学家们已经首次将Deutsch算法应用于束态量子计算。但现在环量子三旋仅仅只是一个法则，而找到采用三旋运算法则可能会使量子计算有效进行的证据是：海森伯说，基本粒子真正基本的东西是能量，当能量获得一定的形式时就变成了基本粒子。我们联系到光谱是光子能级跃迁的这一事实，感到它的意义正是在于此：圈态自旋排列组合的变化，正是由能级跃迁体现出来的。这样，就可以把旋束态的三旋算法同光谱分析联系上。并且，这还会跟生命发生联系。因为把人体比做量子计算机，目前的大脑化学证实，人类的记忆、学习，对外界信息的感受，是用不同的化学递质来联系、反映的。这里只要把旋束态类似的"群落"概念引进色动力学，联系到一个池塘里的生境，不同的植物和动物的种群，在不同层次和谐地生活在一起，我们就可以类比设想把一个原子、一个分子也看成是一种圈态生境的群落。人体也正是一个巨大的圈态生境群落。要知道，一个类圈体就有62种自旋状态可供选择，它的不同排列组合体现为能级跃迁，体现为光谱线，也体现为不同的化学结构，那么人体要造成化学递质，只需改变圈态的前线轨道就足够了。
　 人体的这种量子计算机制，跟今天正在研制的用光的颜色编码的光纤电话很类似。这种"颜色调制"的原理是：调制器采用一个棱镜把普通白光分成七种颜色，投向枢轴上固定的反射镜；而枢轴的转动角度是受打出的电话信号编码控制的，因此连着枢轴反射镜反射的颜色变化，是同打出的电话信息一致的。不同颜色的光经过一个透镜聚焦进入光纤中，接收机将这些颜色的组合经过解码机解码，复现出话的声音，让接电话人收听。
　 在人体量子计算机里，外界的信息正相当于这种光纤电话机里调节器采用的普通白光。不同的是，人体还是把光纤电话里的编码机和解码机，都集中于一身，它们分别代表物理学中的"熵"和自然全息律的"解"这两个概念。即人体的这个编码机属于负熵，人体的解码机是属于一种体外解。人体的枢轴和反射镜正是圈态群落的自旋，它是受体内解和熵控制的。
　 我们知道，人体接收外界信息，80%是从眼睛传递进去的。就是说， 人体里接收的80%的信息是通过光学语言向体内自然发报的。而光是一组光谱线，不同的信息是一组不同的光谱线，人体接收了这组光谱线文字，立即被人体这部圈态密码机，编制成密码，即变化圈态自旋的排列组合--产生能级跃迁--出现不同的化学递质及浓度和分布位置的变化；而这仅仅是圈态前线自旋轨道的变化，这种圈态前线轨道自旋的涨落，一般不影响人体生理的大方向，但却是人群的不同行为反映的依据。这种人体圈态前线自旋轨道的涨落，一般不为本人和旁人所感觉。
　　类似将Deutsch算法应用于束态量子计算，三旋运算法则也适用于束聚量子计算机。Deutsch算法在单通道量子计算机中的应用，也是量子计算中束态Deutsch运算法则的首次运用。而实现三旋运算法则在单通道量子计算机中的应用，追求的是在量子计算中实现旋束态的三旋运算法则的运用。当运行量子运算法则时，采用的标准方法也类似于传统计算机所使用的逻辑门，但其量子计算机模型使用的是旋束态。旋束态是一个极其错综复杂的多种量子状态，这是基于环量子有面旋、体旋、线旋等三种自旋及其排列组合决定的。旋束态的三旋算法量子计算应用，也跟今天正在研制的用光的颜色编码的光纤电话很类似，即这种量子计算类似"颜色调制"的原理是：调制器采用一个棱镜把普通白光分成七种颜色，投向枢轴上固定的反射镜；而枢轴的转动角度是受打出的电话信号编码控制的，因此连着枢轴反射镜反射的颜色变化，是同打出的电话信息一致的。不同颜色的光经过一个透镜聚焦进入光纤中，接收机将这些颜色的组合经过解码机解码，复现出话的声音，让接电话人收听。因此，设计的量子计算机也可完全基于光，在一个旋束态中也可利用四个纠缠光子，量子信息被编码成一个一个的光子。信息存贮于每个光子的偏振中，水平或者垂直及两者之间的重叠部分。紫外线激光注入一个晶体之中，在一个方向上产生一对纠缠光子。然后激光束会遇到一面镜子发生反射，在其第二次通过晶体时产生另外一对纠缠光子。这时四个光子在分光器中相互作用形成用于量子计算的旋束态源。将三旋运算法则作为测量次序。当在一个特定的基础中进行测量时，可能会使用量子共有纠缠来操控量子信息。类似传统计算，将旋束态视为“硬件”，测量方法视为“软件”，可把三旋运算法则应用于更大的系统。
　 人体这种量子计算机因环境的变动而受影响较少，但人工做出的量子计算机，它的量子系统会因环境的微小变动而受影响，而难于使用更大的旋束态源来获得精确的计算。当增加量子比特数量时，就需要解决一些物理和技术方面的障碍。科学家首次将Deutsch算法应用于束态量子计算
　　参考文献
[1]王德奎、刘月生，从电脑信息论到量子计算机信息论，凉山大学学报，2004（4）；
[2]叶眺新，从夸克到生物学，交叉科学，1986（1）；
[3]雅龙，科学家首次将Deutsch算法应用于束态量子计算，中国科技信息网Chinainfo，2007年4月23日；
[4]王德奎，三旋理论初探， 四川科学技术出版社， 2002年5月；
[5]叶眺新，中国气功思维学，延边大学出版社，1900年5月；
[6]王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月。
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