Le calcul quantique adiabatique (AQC) est en effet un exemple de calcul quantique universel dans le domaine du traitement de l’information quantique. Dans le paysage des modèles informatiques quantiques, le calcul quantique universel fait référence à la capacité d’effectuer efficacement n’importe quel calcul quantique avec suffisamment de ressources. Le calcul quantique adiabatique est un paradigme qui propose une approche différente de l'informatique quantique par rapport au modèle de circuit plus communément connu, tel que l'informatique quantique basée sur des portes illustrée par le modèle de circuit quantique.
Dans le calcul quantique adiabatique, l'algorithme quantique est mis en œuvre en faisant évoluer un système quantique à partir d'un hamiltonien initial dont l'état fondamental est facile à préparer jusqu'à un hamiltonien final dont l'état fondamental code la solution du problème informatique d'intérêt. Cette évolution s'effectue de manière continue, sans changements brusques, processus appelé évolution adiabatique. Le succès du calcul repose sur le maintien du système dans son état fondamental tout au long de cette évolution, ce qui est assuré par le théorème adiabatique de la mécanique quantique.
Le concept d’universalité dans le calcul quantique est crucial car il signifie la capacité d’effectuer efficacement n’importe quel calcul quantique à l’aide d’un modèle informatique particulier. Dans le cas du calcul quantique adiabatique, l'universalité est obtenue grâce au théorème du calcul quantique adiabatique, qui stipule que tout calcul quantique peut être efficacement simulé par un processus de calcul quantique adiabatique si le temps d'évolution peut être polynomial dans la taille du problème. exemple.
Pour démontrer l’universalité du calcul quantique adiabatique, il est essentiel de montrer qu’il peut simuler efficacement d’autres modèles universels de calcul quantique, tels que le modèle de circuit quantique. Ceci peut être réalisé en mappant les circuits quantiques aux processus d’évolution adiabatique de manière à préserver la puissance de calcul du circuit d’origine. Bien que le paradigme du calcul quantique adiabatique ne soit pas aussi intuitif ou simple que le modèle de calcul quantique basé sur des portes, son universalité établit son importance dans le domaine du calcul quantique.
De plus, le calcul quantique adiabatique s’est révélé capable de résoudre efficacement certains problèmes considérés comme difficiles pour les ordinateurs classiques, tels que certains problèmes d’optimisation. Cela met en évidence la pertinence pratique potentielle du calcul quantique adiabatique au-delà de son universalité théorique.
Le calcul quantique adiabatique constitue un exemple de calcul quantique universel, offrant une perspective distincte sur l'informatique quantique qui exploite l'évolution adiabatique pour effectuer efficacement des calculs quantiques. Son universalité repose sur le théorème du calcul quantique adiabatique et sur sa capacité à simuler d’autres modèles universels de calcul quantique.
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