的全部力量目前仍然遥不可及,但我们已经接近了:物理学家刚刚打包了 10 个量子位一个超导电路,标志着迈向下一代计算的新纪录。
尽管研究人员此前已将同一台计算机上多达 51 个量子位,这是单台计算机上纠缠量子位数量的新记录。 这样的进步是必要的更强大,为更强大的应用程序打开了大门。
来自中国的研究人员通过用微小的铝片锻造量子位来实现这一壮举,这些量子位放置在蓝宝石基板上,并围绕中央总线相互连接谐振器。 像这样的系统之前的记录是一个拥有九个量子位。
“我们的结果表明最大迄今为止在固态架构中创建的,并为大规模量子计算铺平了道路,”研究人员写在纸上。
量子比特是, 能够叠加– 同时处于两种状态,而不是今天的计算机位,在任何给定时刻要么是 1,要么是 0。
这项研究解决的问题之一是退相干,其中量子计算环境本质上又回归到经典计算环境。
这可能会产生错误,从而降低量子计算机的可靠性。 使该过程更加稳健的一种方法是纠缠量子位。
纠缠量子态无法独立描述,只能与其他量子态相关联,从而形成更可靠的系统。
唯一的问题是纠缠量子位也容易出现我们之前提到的退相干。
为了阻止这种情况发生,超导电路被冷却到令人难以置信的低温使量子位保持更长时间的相干性。 在这种情况下,中央总线能够通过单次交互在两个量子位之间、多个对之间或板上所有 10 个量子位之间创建纠缠。 一切都没有崩溃。
总线处理非常微妙的工作,使选定的量子位以相同的频率振荡,以便它们可以相互作用,并实现这种情况,从而允许量子位传输能量而不消耗任何能量本身。
该团队使用了一种称为量子断层扫描证明他们确实纠缠了量子位——但我们距离将其放入计算机还有很长的路要走。 下一步是证明这可以进一步扩大规模。
组装一个它几乎可以承担我们交给它的任何任务,就像传统计算机一样,我们需要数百甚至数百万个量子位。
这足以模拟小分子和其他量子系统的行为。
多个处理器上的多个纠缠量子位将有助于充分利用系统。
来自加州大学圣塔芭芭拉分校的约翰·马蒂尼斯称赞该实验“做得很好”,他是负责九量子比特电路的科学家之一,但该电路已不再是记录保持者。
马提尼酒 说研究人员实现的快速纠缠和单量子位操作尤其引人注目,但关键的测试在于尝试扩展系统,而不使其像纸牌屋一样倒塌。
“困难之处在于以良好的门保真度进行扩展,”Martinis 说。
该研究发表于物理评论快报。