量子计算：资源、算法与效率优势
1. 基于测量的量子计算（MBQC）资源态
在量子计算领域，基于测量的量子计算（MBQC）是一种独特的计算范式。对于MBQC而言，资源态的选择至关重要。研究表明，通过合适的簇态或图态，MBQC可以模拟任意单量子比特门和受控非门，将这些图态串联起来就能实现通用量子计算。
然而，并非所有图态都适合作为通用MBQC的资源态。例如，与树图相关的图态（即无环图）就不一定是MBQC的必要资源态，但像与方形晶格或蜂窝晶格相关的簇态已被证明是有用的。
MBQC在现实世界中实现量子计算具有显著优势。一旦制备好高度纠缠的资源态，整个计算过程只需进行单量子比特测量，无需量子纠缠门。在电路模型中实现量子纠缠门面临高噪声和低保真度的挑战，而MBQC避免了纠缠门的使用，但需要制备高度纠缠的资源。以簇态为例，通常采用三步制备过程，其中第三步需要在图中由边连接的量子比特对之间应用受控 - Z门。若盲目遵循这种方法，与量子电路模型相比并无优势。
一种极具吸引力的想法是寻找一种物理系统，使所需的纠缠资源态成为唯一基态。通过冷却一些量子多体（最好是两体）系统，有望生成这种纠缠资源。但自然界中的相互作用仅由两体过程描述，因此希望找到仅含两体项的哈密顿量的系统来实现这些基态。虽然已知簇态是式（18.6）中哈密顿量$H_C$的唯一基态，且$H_C$有能隙且无挫折，但它涉及多体相互作用，并非两体相互作用，这类哈密顿量在自然界中通常很难找到。例如，与二维方形晶格相关的$H_C$涉及五体相互作用，与二维蜂窝晶格相关的$H_C$涉及四体相互作用，即使是一维链相关的$H_C$也至少涉及三体相互作用。
遗憾的是，Nielsen指出，不存在仅含两体相互作用的哈密顿量
