質因數分解算法

20世紀90年代，美國學者提出了基於量子計算機的質因數分解算法——Shor算法，從理論上證明，在當前最快的計算機上需要上萬年才能完成的計算任務，量子計算機瞬間即能完成。但是，Shor算法基於傳統的量子線路模式，由於實驗難度太大，使用Shor算法分解的最大數僅是21。

中科大杜江峰課題組開展了採用絕熱量子計算這一新型的量子計算模式來實現量子質因數分解的研究，在核磁共振實驗體系中先後實現了21和143的量子質因數分解，創造了當時量子質因數分解的世界紀錄。

在最新完成的這項工作中，杜江峰課題組利用金剛石中的自旋作為量子比特，首次在室溫大氣條件下實現了基於固態單自旋體系的量子分解算法。研究人員以分解35作為例子，完整演示了絕熱量子分解算法的整個過程，並以高保真度得到了問題的解。為了克服金剛石單自旋量子相干時間不夠長的問題，研究人員發展了核與電子雜化體系的最佳化控制技術，提高了量子演化過程的保真度。這一最佳化控制技術具有普適性，將可以套用於其他自旋體系。