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硅中双量子比特计算 精确度高达百分之九十八

2019-05-15 07:08 来源:科技日报

  据物理学家组织网13日报道,澳大利亚科学家首次测量了硅中的双量子比特逻辑运算的精确度,高达98%,为全尺寸量子处理器的研发奠定了基础。研究结果发表于最新一期《自然》杂志。

  该研究负责人、新南威尔士大学教授安德鲁·德祖拉克说:“所有的量子计算都可由一个量子比特运算和两个量子比特运算组成,它们是量子计算的核心。一旦你拥有这两者,就可以进行任何计算,但这两种操作的精确度都需要非常高。”

  自2015年双量子比特逻辑门问世以来,许多团队展示了硅中的双量子比特门,但迄今为止,这种逻辑门的真实精确度还是个未知数。

  在最新研究中,该团队执行了克里福德基础保真度基准(Clifford-based fidelity benchmarking)测试,这是一种可以评估所有技术平台的量子比特的精确度的技术。结果表明,双量子比特门的精确度为98%。

  研究人员亨瑞·杨说:“准确性是一个关键参数,它决定了量子比特技术的可行性。只有量子比特操作接近完美,仅存在微小误差,才能利用量子计算的巨大潜能。”

  量子计算机有望在诸多领域“大显身手”,包括解决现在的计算机无法解决的问题。

  德祖拉克说:“但大多数重要应用将需要数百万个量子比特,因此,即便量子误差很小,我们也不得不纠正。为了实现纠错,量子比特本身必须首先非常精确,因此评估它们的精确度至关重要。量子比特越精确,需要的量子比特数就越少,也能越早实现全尺寸量子计算机。”

  研究人员表示,该研究进一步证明,硅非常适合用来研制需要大量量子比特的通用量子计算。

  德祖拉克说:“这一高精确度表明,硅是全尺寸量子计算的可行平台。在不久的将来,我们将获得更高的精确度,实现全尺寸、容错量子计算。”

  全尺寸量子处理器将在金融、安全和医疗保健领域找到“用武之地”。它将大大加速新药的研发工作;也有助于开发出新的、更轻且更强的材料——从消费电子产品到飞机等。

   总编辑圈点

  量子计算机的巨大潜力,只要稍微懂得量子力学的人都能理解。但让量子位在运算和变换中维持稳定并不容易。量子计算器件有多种技术路线,光量子器是其中的一条坦途;操纵硅片中的电子,难度似乎更大。而这项最新成果暗示,硅的优势说不定能延续到量子时代。无论如何,量子计算机的商用需更多原始创新,为此各路高人还要展开激烈的竞争。

(责任编辑:王蔚)

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