东方时讯网量子计算是一个创新的、复杂的领域，许多人对此并不熟悉，但对于那些对数学物理学着迷的人来说——比如萨斯喀彻温大学(USask)的学生TarahTeixeira——能够参与量子计算机未来应用的开发是令人兴奋的。
“我第一次访问南加州大学是在一个开放日期间，”南加州大学文理学院本科生特谢拉说。
“那天早上我受邀旁听一场数学讲座。我很高兴错过了参加讲座的欢迎活动。那天之后，我下定决心要学习数学物理。”
在StevenRayan博士(博士)、量子拓扑及其应用中心(quanTA)主任和艺术与科学学院数学与统计系教员的指导下，Teixeira开始研究量子计算机如何作为她的数学物理学荣誉学位的一部分。
为了运行，经典计算机使用称为位的小块信息。比特可以在“开”或“关”状态下运行——就像电灯开关——帮助计算机分类和处理信息。或者，量子计算机使用称为量子位的量子粒子。量子粒子不是像电灯开关那样工作，而是具有自旋。观察粒子自旋的任何方向都称为它的“状态”。
“关于量子位的违反直觉的事情是它可以同时处于多个状态，”特谢拉说。
“当你检查它处于哪个状态时，它会崩溃为单一状态。存在一些随机性——我们只知道在特定状态下找到量子比特的概率。”
利用这些概率、复杂的数学和极其敏感的工程，与经典计算机相比，量子计算机可以实现更快的计算。由于其在数学和物理层面上独特的操作方式，量子计算机可以更准确地表示分子模型，这使得它们在开发新药物和治疗方面特别有用。
“他们的计算速度对机器学习和人工智能很有用，”特谢拉说。
“随着我们构建包含更多量子比特的量子计算机，这些计算机的用途肯定会扩大。”
Teixeira一直在研究一个特定的数学领域，称为“李代数”，以进一步发展她对量子计算的理解。这种数学方法不是只考虑处于开/关状态的位，而是为潜在的第三种选择打开了大门。
虽然需要更多的研究来确定如何在物理上实现这些复杂的逻辑模型，但量子比特自然呈现额外状态的可能性已经预示着新的量子编程类型，这在工业界正在寻找方法来展示其力量的时候令人兴奋量子计算。
“谈到量子计算，某些细节仍在决定中。例如，直到最近才开始建造量子计算机，并且有多种方法可以物理地表示一个量子比特，”特谢拉说。
“因此，在建立量子计算的标准体系之前，我们想探索几种选择。最重要的是，我们希望利用他们的所有潜力。”
特谢拉的研究工作得到了南加州大学和加拿大自然科学与工程研究委员会的支持，通过该机构竞争激烈的本科生研究奖计划。