美國科學傢制造出一種小型可編程重新配置的量子計算機

原標題:美國科學傢制造出一種小型可編程重新配置的量子計算機

[導讀] 本周出版的英國《自然》雜志在封面位置報告瞭一項量子計算機重大進展:一種小型可編程重新配置的量子計算機問世,這個也可稱為量子計算機結構的裝置有望被放大為規模更大的計算機。而長期以來,量子計算的這一特性一直難以實現。

小型可編程配置量子計算機問世

新裝置有望擴展為更強大量子計算機

科技日報北京8月3日電 (記者張夢然)本周出版的英國《自然》雜志在封面位置報告瞭一項量子計算機重大進展:一種小型可編程重新配置的量子計算機問世,這個也可稱為量子計算機結構的裝置有望被放大為規模更大的計算機。而長期以來,量子計算的這一特性一直難以實現。

理論上,量子計算機能比傳統計算機更快地解決某些問題,但迄今為止,絕大多數量子計算機隻能執行有限的任務,且很難重新配置——事實上,這些量子計算機被設計時目標就是用來運行特定單一的量子算法的,因而盡管完成一系列任意運算的能力非常重要,此前也幾乎沒有量子計算機可以做到這一點。

此次,美國馬裡蘭大學沙塔木·德佈納特及其同事,制造瞭一臺由五比菜梯保養特的量子信息(量子比特)組成的新型量子計算機,它能執行一系列不同的量子算法,其中一些算法可利用量子效應,一步完成一項數學計算,而傳統計算機需要數次運算才能完成這一計算。

這些量子比特被儲存在五個離子阱中,可通過激光操作(以激光轟擊的辦法也可控制每個離子的電子態),它們能在不改變硬件的條件下重新配置。根據論文作者的報告,這一系統可以約98%的準確率執行基本運算,在已完成的測試中,它展示出由離子阱量子結構所提供的計算靈活性。同時,研究人員提出,該系統中餐廳菜梯可加入更多的量子比特,也可通過連接多個模塊來增加運算能力,即其模塊可以被擴展從而組成強大的量子計算機。

在一同發表的新聞評論文章中,澳大利亞悉尼大學斯蒂芬·巴特利特也表示,問世的這一新裝置有望被放大為規模更大的量子計算機。不過,具體如何實現這一點目前在論文中尚未得到顯示,因而下一步,德佈納特團隊需要做的是向人們展示如何連接這些模塊,並說明這種擴展又增加瞭怎樣的計算效果。

總編輯圈點

世界首臺可編程通用量子計算機早在2009年就已問世,當時隻能處理2量子比特數據,卻讓科學界和產業界都歡欣鼓舞,認為可編程量子計算機距離實際應用已為期不遠。然而,事情的發展並不順利,甚至今天我們仍將處理5比特量子信息作為“重大突破”。量子計算機三十幾年來的研究進展就是這樣起起伏伏,既有令人興奮的突破,也有長期的裹足不前,且一路伴隨著質疑。目前,關於本成果的很多問題還有待解答,仍需要耐心的等待和求索。


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