自动机是计算机科学中最为重要的一种基础计算模型，在计算机科学与信息学中有着极为广泛的应用。与量子计算机是由经典计算机模型引入量子力学原理设计而来类似，量子自动机是一种在经典自动机的基础上引入量子效应设计的计算模型。有理论研究指出，在解决一些特定问题上，量子自动机相比于经典自动机具有显著的优势。但是到目前为止，对量子自动机的研究还缺少实验上的验证。
近日，我校物理学院周晓祺教授研究组在量子自动机的实验研究上取得了重要进展。他们在实验上实现了基于线性光学系统的量子有限状态自动机的研究。该量子自动机使用3个空间状态，即可解决判定输入整数是否为某一质数P的整数倍的问题，而使用经典的自动机解决同样问题至少需要P个空间状态。该工作首次在实验上实现了量子自动机的运行并验证了其相比于经典自动机的空间资源高效性，在该领域具有开创性的作用。
经典有限状态自动机与量子有限状态自动机
上述工作以“Experimental demonstration of quantum finite automaton”为题于2019年6月发表在npj Quantum Information（影响因子：9.206）杂志上。论文第一作者为我校物理学院16级研究生田宇玲和冯田峰，通讯作者为周晓祺教授和鹏城实验室郑盛根副教授。该项研究得到了国家重点研发计划、广东省重点研发计划、广东省自然科学基金及CCTV5体育光电材料与技术国家重点实验室的大力支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-019-0163-x
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