科学家刚刚构建了有史以来最有前途的量子计算电路

迈向完全实现的旅程量子计算这并不容易，并且不管谷歌怎么说，我们还没有到那儿。但是，随着我们从当前计算机中取出每一个微小部件并将其转换为量子兼容的对应物，我们正在离目标越来越近。

现在澳大利亚研究人员报告称建造了有史以来第一个量子弗莱德金门- 一种被认为是关键的逻辑门- 可以在光子量子位而不是常规位上运行。

正如玛丽-安·拉森 (Mary-Ann Russon) 所解释的为国际商业时报,Fredkin 门（也称为 CSWAP 门）是一种可逆电路，可将三个输入交换为三个输出。 “因此，如果三位中的第一位是 1，那么最后两位将从 0 交换到 1 或从 1 交换到 0，但如果第一位已经是 0，那么最后两位将不会被交换，”拉森说。

这个过程听起来相当简单，但对于能够构建一个真正的、实用的，直到现在，科学家们一直在努力构建一个与量子位（量子位）一起工作的弗莱德金门，而不仅仅是常规位。

量子计算不使用电路，而是使用量子位来表示 0 和 1。这些量子位粒子 - 磁悬浮在极冷的环境中 - 可以同时处于 0、1 或两者的状态，这意味着我们可以使用的计算能力将呈指数级增长。

但当我们考虑这种潜力能发挥多大时，事情就会变得如此复杂，科学家们已经在争论什么构成了真正的量子计算机。

谷歌的D-Wave 系统已经在销售所谓的量子计算机，但尽管如此一些有希望的实验，并不是所有人都相信这些是真正的量子计算机，或者至少不是能够产生量子计算预期提供的最大处理能力的计算机。

这让我们回到了在澳大利亚工作的科学家。来自昆士兰大学和格里菲斯大学的研究人员说通过 Fredkin 门简化了复杂的量子逻辑运算，他们消除了我们与真正的量子计算能力之间的关键障碍之一。

通常，Fredkin 门需要集成五个逻辑运算，但研究人员能够使用量子纠缠光子（光粒子）直接实现相同的操作。这意味着中小型现在比以往任何时候都更加可行，并且它也应该有助于安全量子通信协议的开发。 

“类似于用许多小砖块建造一堵巨大的墙，大型量子电路需要非常多的逻辑门才能发挥作用。然而，如果使用更大的砖块，则可以用更少的砖块建造同样的墙。”拉杰·帕特尔说来自格里菲斯量子动力学中心。

“我们的方案令人兴奋的是，它不仅限于控制量子位是否交换，还可以应用于各种不同的操作，开辟了有效控制更大电路的方法，”杰夫·普赖德补充道，该项目的首席研究员。 “这可能会释放出迄今为止遥不可及的应用程序。”

该团队的工作已经发表在期刊上科学进步。