如今，量子系统对于信息处理、密码学、光子学、自旋电子学和高性能计算的技术创新已变得越来越重要。由于量子系统会与环境不断的发生相互作用，这在许多方面影响了它们的操作模式。

德国拜罗伊特大学的物理学家与英国爱丁堡大学和圣安德鲁斯大学的研究人员合作，开发了一种新的算法来模拟和计算这些影响。在最近他们发表在《自然·物理学》的论文中，研究人员展示了他们的发现，这对于理解开放量子系统具有开创性。研究人员将他们的这一算法称为环境自动压缩(ACE)算法。

领导该研究工作的拜罗伊特大学Vollrath Martin Axt教授说：“随着这一研究进展，我们在量子系统的模拟方面取得了突破。这是因为能够真实模拟环境影响对于量子系统的高科技应用具有极高的相关性。我们希望我们的新方法能够导致诞生许多与量子系统技术相关的有价值的见解。它肯定也将为开发新的量子算法和控制量子系统铺平道路。”

这种新算法的特点是高度灵活。与许多其他方法不同，它能够在微观层面上共同描述几种不同的环境影响——并且在数值上能完全做到这一点，而不必求助于多粒子模型模拟中常见的模型近似值。新算法还克服了以往模拟和计算量子系统外部影响的方法所面临的许多限制。

Vollrath Martin Axt教授说：“ACE算法实现了几乎无限的应用范围：它可以同样应用于玻色子、费米子或自旋环境。高斯和非高斯环境、线性和非线性环境以及对角线和非对角线环境的影响现在都可以以同样的高精度进行模拟。”（编译:Qtech）