
快速量子计算机的梦想可能更接近现实。
物理学家首次哄骗了一定量子的信息来维持其超封闭状态,其中量子位同时保持为1和0,在室温下持续39分钟,至少比以前报道的长10倍。
今天(11月14日)在《科学》杂志上描述的新成就消除了使可行的主要障碍计算机的数量可以从噪声和其他潜在错误中恢复。
量子计算机
在传统计算机中,信息存储为1或0的信息。但是利用量子力学,管理很小的奇怪的法律,科学家可以一次在多个状态中创建一些信息 - 本质上是1和0,甚至是几个1和0。牛津大学的量子物理学家斯蒂芬妮·西蒙斯(Stephanie Simmons)说,这可以用来一次执行许多计算,从而使计算机能够解决以前似乎无可救药的大数据问题。 [扭曲的物理:7个令人振奋的发现这是给出的
西蒙斯告诉《生命科学》:“量子位支持一定数量的信息,因此这可以导致计算时间的指数加速。”
但是量子计算机也使错误校正更棘手。通常,计算机通过创建冗余来弥补偶尔的错误信息。如果三个或五或七位存储相同的数据,那么大部分时间都很容易投票以获得正确的答案。
但是,不可能复制量子位的状态,因此一旦衰减,该信息就会丢失。一种解决方案是创建持续更长时间的位,并且可以在腐烂之前进行更多计算。
长寿命
为此,西蒙斯(Simmons)以及加拿大西蒙·弗雷泽大学(Simon Fraser University磷。他们在自旋中编码了磷核的自旋中的信息,这基本上是磁取向,可以在上,向下或中间方向。
然后,团队将系统冷却至绝对零以上的4度摄氏4度,或减去269 C(减去452华氏度)。然后,他们使用磁性脉冲创建叠加磷核中的磁自旋的,这意味着核一次在多个状态下。 [古怪的物理学:解释的最酷的量子颗粒这是给出的
在最酷的温度下,约37%的磷离子维持其旋转状态超过三个小时。当团队升至室温时,量子状态保持39分钟。
通过翻转磷核的自旋来进行计算,仅需十分之一秒即可完成计算。西蒙斯说,因此量子位可以在系统衰减1%之前执行200万次操作。 (本周在《大自然》杂志上报告的物理学家找到了一种在极度冷的温度下保持量子的量子,以保持量子的状态10分钟,使用A的磁性稀土元素称为Holmium和铂的对称性。)
从理论上讲,新的进步意味着量子计算不仅可以用于处理处理器之类的计算,还可以用于存储数据。与其他系统不同,该团队所使用的材料已经广泛用于传统计算机中。
西蒙斯说:“硅的好处是,有一个庞大的行业已经组成了,将硅系统提升到高质量。”
漫长的路
马萨诸塞州理工学院的计算机科学家斯科特·亚伦森(Scott Aaronson)在一封电子邮件中说,这些发现真是令人兴奋。
亚伦森说:“我以前见过的最好的室温相干时间不到一分钟。” (相干时间是指核保持超级序列的时间。)
尽管如此,在笔记本电脑被量子计算机取代之前,仍有几个障碍要克服 - 也就是说,弄清楚如何单独解决每个量子位,并让他们彼此通信进行计算,而不会破坏长期的一生,也没有破坏MIT,也没有参与研究。
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