科學家剛剛建構了有史以來最有前途的量子計算電路

邁向完全實現的旅程量子計算這並不容易，而且不管Google怎麼說，我們還沒到那兒。 但是，隨著我們從當前電腦中取出每一個微小部件並將其轉換為量子相容的對應物，我們正在離目標越來越近。

現在澳洲研究人員報告建造了有史以來第一個量子弗萊德金門- 一種被認為是關鍵的邏輯閘- 可以在光子量子位元而不是常規位上運行。

正如瑪麗安拉森 (Mary-Ann Russon) 所解釋的為了國際商業時報,Fredkin 閘（也稱為 CSWAP 閘）是一種可逆電路，可將三個輸入交換為三個輸出。 「因此，如果三位中的第一位是1，那麼最後兩位將從0 交換到1 或從1 交換到0，但如果第一位已經是0，那麼最後兩位將不會被交換， 」拉森說。

這個過程聽起來相當簡單，但對於能夠建立一個真正的、實用的，直到現在，科學家一直在努力建立一個與量子位元（量子位元）一起工作的弗萊德金門，而不僅僅是常規位元。

量子計算不使用電路，而是使用量子位元來表示 0 和 1。 這些量子位元粒子 - 磁懸浮在極冷的環境中 - 可以同時處於 0 、 1 或兩者的狀態，這意味著我們可以使用的計算能力將呈指數級增長。

但當我們考慮到這種潛力能發揮多大時，事情就會變得如此複雜，科學家已經在爭論什麼構成了真正的量子電腦。

谷歌的D-Wave 系統已經在銷售所謂的量子計算機，但儘管如此一些有希望的實驗，並不是所有人都相信這些是真正的量子計算機，或至少不是能夠產生量子計算預期提供的最大處理能力的計算機。

這讓我們回到了在澳洲工作的科學家。來自昆士蘭大學和格里菲斯大學的研究人員說透過 Fredkin 閘簡化了複雜的量子邏輯運算，他們消除了我們與真正的量子運算能力之間的關鍵障礙之一。

通常，Fredkin 閘需要整合五個邏輯運算，但研究人員能夠使用量子糾纏光子（光粒子）直接實現相同的操作。 這意味著中小型現在比以往任何時候都更加可行，而且它也應該有助於安全量子通訊協定的開發。 

「類似於用許多小磚塊建造一堵巨大的牆，大型量子電路需要非常多的邏輯閘才能發揮作用。然而，如果使用更大的磚塊，則可以用更少的磚塊建造同樣的牆。拉傑·帕特爾說來自格里菲斯量子動力學中心。

“我們的方案令人興奮的是，它不僅限於控制量子位元是否交換，還可以應用於各種不同的操作，開闢了有效控制更大電路的方法，”傑夫·普賴德補充道，該計畫的首席研究員。 “這可能會釋放迄今為止遙不可及的應用程式。”

該團隊的工作已經發表在期刊上科學進步。