强扩展性量子电路架构研制成功

2011-3-24 09:33 来源: 中国科学院
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  据英国广播公司(BBC)3月22日报道,美国科学家在美国物理学会的年度大会展示了量子计算领域的最新进展——采用RezQu架构制成的量子电路组成的芯片,该架构具有很强的可扩展性。科学家表示,未来可使用这种架构研制出量子计算机

  量子计算依靠量子机制内在的不确定性来处理信息,其信息处理速度远远快于传统机器。普通的信息比特只能代表0或者1,而量子比特(qubits)以0和1的叠加状态存在,这种模糊性使几个量子比特可以被并行处理,因此可以一次执行多个运算。

  加州大学圣塔芭芭拉分校的科学家展示了一块6厘米×6厘米的芯片,这种芯片包含有9块量子设备,在这些量子设备中,有4个量子比特执行运算,科学家表示,他们今年有望将执行运算的量子比特增加到10个。

  从某种意义上来讲,量子计算的一个“诡计”是一次执行所有处于量子比特的计算,多一个量子比特所造成的差别并不大,但量子比特越多,影响就越大。科学家们认为,当进行运算的量子比特达到100个时,量子计算才真正显示出竞争力。不过,每增加几个量子比特都是重大的进步。

  该研究团队的关键创新是找到了一种方法来完全“解开”量子电路各个元素之间的相互作用。该项目领导者、加州大学圣塔芭芭拉分校的约翰·玛提尼斯表示:“如何中断这些相互作用让我们纠结了多年,现在,我们解决了这个问题。”

  该研究团队将解决方案称为RezQu架构,这也是他们为未来量子计算机绘制的蓝图。RezQu在可扩展性上拥有独特的优势,这使它能替代其他更复杂量子计算机架构。其他一些极富竞争力的架构,比如离子陷阱,使用激光捕获离子,但运行激光需要很大的空间和人力。

  美国锡拉丘兹大学的量子计算机专家布立顿·普罗德表示,对于量子计算来说,重要的是这种精细的量子状态能持续多长时间,自从研究开始,持续时间已增加了1000倍。研制出大型量子计算机还有很长的路要走,但我们每天都在进步。