最近的理论突破解决了两个长期存在的关于在未来量子计算机上模拟量子系统的可行性的问题，它克服了复杂分析带来的挑战，有助于实现更先进的算法。在两篇出版物中，洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个量子团队的研究工作表明，量子系统的物理特性能允许更快的模拟技术。

论文“低能子空间中的汉密尔顿模拟”表明，量子模拟算法的复杂性取决于相关的能量规模，而不是系统的全部能量范围，这正如之前所认为的。事实上，一些量子系统可以具有无限能量的状态，因此即使在大型量子计算机上也很难进行模拟。

这项新研究发现，如果量子系统仅探索低能态，则可以在量子计算机上以低复杂度进行模拟，而不会出现使模拟崩溃的错误。研究人员表示，他们的研究适用于一大类量子系统，将有助于模拟量子场论描述的低能态下的物理现象。

洛斯阿拉莫斯的理论物理学家、该论文的第一作者Burak Şahinoğlu说：“我们的工作为低能量子模拟的系统研究提供了一条途径，这是推动量子模拟更接近现实所必需的。”

Somma说：“我们证明，在算法的每一步里，你永远不会逃到非常大的能上去……有一种方法编写你的量子算法，能在完成每一步之后，你仍然在你的低能子空间内。”

另一篇论文“快进量子演化”是与加州理工学院的Shouzhen Gu(前洛斯阿拉莫斯量子计算暑期学校学生)合作的论文。该工作演示了三个量子系统，在这些系统中，量子模拟算法的运行速度可以比时间和能量的不确定性原理所建议的限制更快，而且在某些情况下是指数级的。 

Somma说：“在量子力学中，我们测量系统能量大小时，通过可以达到与测量持续时间相反的最佳精度。”Şahinoğlu补充说：“然而，这一原理并不适用于所有量子系统，尤其是那些具有某些物理特征的系统。”

他们表示，当绕过这一原理时，可以在量子计算机上非常有效地或快速地模拟此类量子系统。（编译:Qtech）