在工程有机材料中实现免磁场量子计算与量子储层计算:基于三层量子大脑假说的统一框架
该团队将自旋涡旋诱导环电流(SVILC)量子比特[Wakaura2017]与3层量子大脑假说扩展到无需外加磁场即可运行的工程有机材料中。提出了四条路径:(P1)黄素-氮氧自由基对储层;(P2)共价有机框架中的全氯三苯甲基(PTM)自由基阵列;(P3)在κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Br上的SVILC类似物(前提是SVILC得到确认);(P4)反式聚乙炔上的Su-Schrieffer-Heeger孤子。该工作验证了八项SVILC条件,并在协变纯化CQEC模拟器上对五种算法(QKAN、qDRIFT、无控制QPE、Shor–Regev、Bernstein–Vazirani)以及两项机器学习任务(尖峰预测、MNIST)进行了基准测试。在最多100次试验中,通过配对Wilcoxon检验和Bonferroni校正(α=0.05/44),所有16条路径×算法组合的CQEC增益均显著(p<10⁻⁵),并在γ=0.5时达到峰值,Shor–Regev(d=64)的ΔF=+0.303,直接证实了Petz恢复超出纠缠破坏阈值。Bernstein–Vazirani提供了可证明的量子优势:P2–P4经CQEC校正后的一次查询成功率≥0.95,而经典方法为2⁻ⁿ,对于n=3–5(玩具级基准测试),优势为7.6–31倍。各向异性三角晶格上的紧束缚模拟再现了参考文献[Wakaura2017]中两个SVQ耦合随距离变化的特性,并显示外部馈电电流将耦合放大约1.9×10³倍,为P3提供了理论支撑。该工作量化了二芳基乙烯光开关CZ保真度(P2–P4的FCZ≥0.987),并将预计制造成本与五种竞争平台进行了比较,发现成本降低10–40倍,功耗降低10–200倍。

