世界首個固態量子處理器問世 | 陽光歷史

 

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世界首個固態量子處理器問世

2014年09月20日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 133 次

據物理學家組織網6月28日報道,美國耶魯大學的研究人員研製出世界上首個固態量子處理器,採用雙量子比特超導芯片成功進行了如簡單搜尋這樣的基礎運算,向最終實現研製量子計算機的夢想又邁出了重要一步。該項研究成果發表在6月28日的《自然》雜誌網絡版上。

  耶魯大學應用物理學教授羅伯特·舒爾科普夫領導的研究小組與一批理論物理學家合作,製成了兩個量子比特(人造原子),其中每個量子比特都由10億個鋁原子組成,可以像單原子一樣具有兩種不同的能量狀態,類似傳統計算機中的「1」和「0」或者說是「開」和「關」。利用量子力學中的反直觀效應,研究人員能夠有效地在同一時刻使量子比特處於疊加態,以獲得更強大的信息存儲和處理能力。為了使量子比特能夠突然「開」、「關」,以便僅在需要時進行快速的信息交換,研究人員採用了耶魯大學早先開發的「量子巴士」——通過有線連接量子比特來傳遞信息的光子,作為彼此進行信息交換的工具。這也是雙量子比特處理器的關鍵所在。


  該類型計算看似簡單,但過去卻由於無法得到足夠時長的量子比特而難以完成。10年前第一個量子比特能維持特定量子態的時長約為1毫微秒(十億分之一秒),而現在耶魯大學的研究小組則能夠維持1微秒(百萬分之一秒),是原來的1000倍。這個時長足夠運行簡單算法。


  舒爾科普夫指出,目前,這樣的處理器僅能執行一些簡單的量子計算任務,這些任務以前依靠單原子核、原子和光子也可完成,但這是第一次使用一個全電子設備來完成,無論是從外觀還是感覺上看,它都更像是一個普通的微處理器。雖然距製造出一台實用量子計算機還有一段距離,但這確實是一個巨大的進步。


  研究小組接下來的任務是增加量子比特維持量子態的時長,這樣就可以運行更複雜的算法。同時他們還要設法使「量子巴士」能夠連接更多的量子比特。每增加一個量子比特,處理能力就會呈指數增長,更先進的量子計算機無疑擁有著巨大的潛力。


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