量子計算機刷新速度記錄

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】牛津大學(Oxford University)的研究人員為「邏輯門」設定了一個新的速度記錄，它構成了量子計算的基石——這一技術可以改變我們處理信息的方式。量子計算機，根據量子物理定律，有可能使今天的經典計算機的處理能力相形見絀。牛津大學的研究小組正在使用一種技術來開發它的計算機，在這種技術中，邏輯門將兩個帶電的原子——包含量子比特的信息，或量子位——置於量子糾纏態中。被愛因斯坦描述為「幽靈」，糾纏是量子技術的核心，意味著兩個原子的性質是相互聯繫的，即使是相隔很遠的距離。

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這項研究由來自工程和物理科學研究委員會(EPSRC)資助的由牛津大學領導的網路量子信息技術中心(NQIT)進行，該研究報告發表在《自然》雜誌上。這項研究建立在之前的研究基礎上，該團隊由大衛·盧卡斯教授和牛津大學物理系教授安德魯·史丹恩教授領導，他們通過量子計算的理論模型達到了精確的邏輯門，達到了精確的世界記錄。論文的主要作者是牛津大學的博士生維拉·謝弗，以及牛津莫德林學院的研究員克里斯·巴蘭斯博士。維拉·謝弗說：量子計算將非常適合於一些任務，比如分解大量的數據，或者模擬分子間的複雜反應，以幫助藥物開發。

我們小組之前的工作產生了具有破紀錄精度的量子邏輯門。然後我們開始增加這些門的速度而不影響它們的準確性，這很棘手。在閘門運行過程中，被捕獲的離子就像一個鐘擺一樣移動，但是當這個過程加速時，它們就會對一些導致錯誤的因素變得敏感。利用技術,精確形狀離子,門上的力性能變得健壯的這些因素,我們可以增加20到60倍的速度比之前最好長蓋茨- 1.6微秒，精度為99.8%。現在已經製造出了最高的保真度和最快的門，達到了我們的大門原則上足夠滿足量子計算的程度。下一步是用實際的方法考慮它，並努力擴大我們的系統，創造一個可行的量子計算機。

盧卡斯教授說：Trapped-ion qubits長期以來一直是量子計算領域中精確度的試金石，而且它還有一個很好的特性，即它們可以很自然地為網路應用提供光子。但一個缺點是，基本的糾纏操作總是很慢。在我們最新的實驗中，我們能夠在短至480納秒的時間內產生糾纏，這表明邏輯速度並不一定要受到離子「擺」運動的自然時間尺度的限制。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Nature

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：牛津大學

編譯：光量子

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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