研究人员建造了第一个它不仅可以编程，而且就像普通计算机一样，实际上可以重新编程， 也。
这个最新的设备仅由五个原子制成，但它是朝着构建可扩展、功能强大的方向迈出的一大步这可能会永远改变我们处理数据的方式。
量子计算机的能力比当今的普通计算机强大得多，普通计算机基于称为“位”的信息单位，可以处于“0”或“1”状态。
另一方面，量子处理器由量子位组成，量子位可以是“1”、“0”或同时是“1”、“0”，这种状态称为“叠加”。
但是，尽管许多团体已经建立了小型量子计算设备过去，其中大多数只是通过硬连接来解决单个问题，任何重新编程都需要复杂的物理原理。
这种新设备是不同的，因为它很容易重新编程，并且已经被证明可以一步解决三种算法 - 这对于普通计算机来说需要多次操作才能计算。
马里兰大学的研究小组将这种新设备称为“模块”，它由五个离子（带电原子）组成，被磁场捕获在一条线上。
这些离子构成了量子计算机的量子位，研究人员可以有效地将它们置于三种量子态之一——1、0或叠加态。
在此过程中，大多数研究人员难以轻松切换状态这些量子位，所以它们保持在原来的状态。
但马里兰州的研究人员将他们的量子位设置与一些优秀的老式软件结合起来，该软件引导激光束切换五个不同量子位的状态。
通过将激光照射在这些被捕获的离子上，该设备可以将它们移动到不同的量子态，有效地重新编程它们的机器。
“通过将算法简化为一系列推动适当离子的激光脉冲，我们可以从外部重新配置这些量子位之间的接线。”首席研究员 Shantanu Debnath 说道。 “这变成了一个软件问题，而不是其他问题建筑具有这种灵活性。”
最好的部分是，该模块现在可以通过物理移动离子或使用光子在它们之间携带信息来链接到其他模块，这意味着该系统是完全可扩展的。
“通过直接连接任何一对量子位，我们可以重新配置系统以实现任何算法，”德布纳斯说。 “虽然只有五个量子位，但我们知道如何将相同的技术应用于更大的集合。”
该团队对该设备进行了重新编程，以运行量子计算机已知能够解决的三个问题：德国-Jozsa算法（它可以以 95% 的成功率完成）Bernstein-Vazirani 算法（90% 成功），以及量子傅里叶变换算法（70%）。
总体而言，用于对该模块进行编程的软件准确率高达 98%，这对于第一次尝试来说是令人印象深刻的，但需要在未来的迭代中进行改进。
该团队现在正致力于在他们的模块中添加更多的量子位——他们认为可以添加到 100 个——这样他们最终就可以构建出一台可以像现代手机一样轻松使用的量子计算机，而不需要任何复杂的量子重新编程。
“对于任何有用的计算机，用户不应该被要求知道里面有什么，”团队负责人克里斯托弗·门罗说。“很少有人关心他们的 iPhone 在物理层面上实际上做了什么。我们的实验通过允许在软件中对它们进行编程和重新配置，将高质量的量子比特提升到了更高的功能水平。”
该研究已出版于自然。
