量子游走：方向由量子世界中硬幣翻轉的速度決定_INE

量子游走是經典隨機游走的量子力學模擬，是一種利用量子力學性質產生隨機過程的數學統計模型，它提供了一種先進的工具，可用于模擬高度復雜的量子系統，并在廣泛的研究領域中建立量子算法。一個突出的應用是在能夠執行任何量子計算的計算模型中，其中需要精確控制的狀態轉移。

經典隨機游走與經典的隨機游走不同，在經典算法中游走者為確定的狀態，由于狀態之間的隨機躍遷而產生隨機性，而在量子游走中，隨機性可以下述方式產生：狀態的量子疊加，非隨機，可逆的幺正進化由于狀態測量，波函數崩潰。和經典的隨機游走相比，由于量子糾纏的非定域性和量子疊加態的相位干涉，能夠以更高的速度探索目標空間。

日本交易所Coincheck今日上線量子鏈Qtum:日本加密貨幣交易所Coincheck宣布今日將上線量子鏈Qtum，截至目前，該交易所總計支持包括BTC、ETH在內的12種加密貨幣。（Crypto.watch）[2020/3/12]

但是由于這樣的量子隨機性，通常難以控制量子游走的行為。比方說，拋硬幣，如果是頭，向左走一步；如果是尾，向右走一步。而在量子世界里，是立刻向兩個方向移動，像波一樣展開。這種隨機性使游走難以控制，從而使精確設計系統更加困難。

動態 | 亨通集團成功部署量子區塊鏈平臺:記者7日從亨通集團獲悉，亨通集團量子保密通信團隊與武漢大學電氣與自動化學院張俊教授團隊合作，于在線運行的量子保密通信節點之間成功部署區塊鏈系統，這是國內首次融合量子信息技術和區塊鏈技術的工程實踐與嘗試。雙方團隊經過細致的分析與論證，將區塊鏈部署在量子保密通信網絡中，通過量子密鑰服務器所提供的密鑰調用接口為區塊鏈虛擬通信專網提供量子密鑰，進一步提升區塊鏈中數據傳輸的安全性。（新華日報）[2020/1/9]

金色財經現場報道 量子鏈聯合創始人帥初：比特幣解決了互聯網信息不對稱的問題:金色財經現場報道，在世界區塊鏈大會·三點鐘峰會中，量子鏈聯合創始人帥初表示：區塊鏈技術的發展已經超越了加密貨幣，它的出現有一定的必然性，區塊鏈是類比了互聯網早期的一些技術協議。比特幣解決了互聯網信息不對稱的問題，在網絡中，我們可以獲取全部的交易歷史和交易記錄。整個加密貨幣最開始誕生的時候，有很多好玩的想法：首先是一個對等的P2P網絡；其次是沒有邊界的金融服務基礎設施，網絡擴張速度十分迅速，在過去9年的時間里，加密貨幣總市值一度高達8000億美元；多重簽名更為安全；整個加密貨幣體系非常可靠，可以衍生其他應用。[2018/4/25]

日本的一個研究團隊通過揭示每個量子游走的方向決策所依據的機制，介紹一種潛在地控制運動方向的方法，朝著更加受控的游走方向發展。該研究成果論文發表在最近的《自然》雜志的《科學報告》上。

研究人員基于波粒二象性揭示游走機制，然后在設計的時間相關硬幣下使用游走機制提出量身定制的量子游走，以按需操作所需的狀態，就像在通用量子計算基元中一樣。這樣的的研究結果為控制量子游走開辟了道路。

論文第一作者、廣島大學綜合藝術與科學研究生院研究生、片山春奈說：“在我們的研究中，我們專注于確定量子游走行為的硬幣，以探索可控性。”

在經典系統中，硬幣將游走者引導到空間中：右還是左。在量子系統中，硬幣的可靠性是無限低的，因為助行器既可以作為一個粒子站立在一個空間中，又可以作為一種波在整個時間范圍內伸展開來。

片山說：“我們推出了隨時間變化的硬幣，其落在頭或尾上的概率隨時間的變化，以揭示硬幣的功能。”

研究人員發現，這種隨時間變化的硬幣可以改變游走者的位置，但是游走者的波動特性掩蓋了該硬幣控制了多少物理空間。

片山說：“我們首次成功闡明了兩個完全不同的概念的等效性，即硬幣概率的變化率和波動速度的等效性。”“這種公開的機制使我們能夠通過保留隨機過程來操縱硬幣，從而控制按需進行的量子步移，提供了創新的量子信息處理技術的核心基本要素。”

研究人員確定硬幣的翻轉速度直接影響了波浪的運動速度，從而對游走者的運動產生了一定的控制作用。

片山說：“通過這種游走機制，我們可以通過操縱硬幣的翻轉速度來定制量子游走。”“此外，我們發現通過設計硬幣可以按需實現具有所需軌跡的量子游走。我們的研究結果為控制量子游走開辟了道路。”

參考：Floquet-engineeredquantumwalks,ScientificReports(2020).DOI:10.1038/s41598-020-74418-w

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