迄今為止,世界上還沒(méi)有真正意義上的量子計(jì)算機(jī),但是各國(guó)許多實(shí)驗(yàn)室正以極大的熱情追尋這個(gè)夢(mèng)想。如何實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算?方案雖不少,但問(wèn)題是要實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀量子態(tài)的操縱確實(shí)太難。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,美國(guó)耶魯大學(xué)的物理學(xué)家證明了量子糾錯(cuò)的最基本形式,這在量子計(jì)算發(fā)展中邁出了具有重要意義的一步。在此前沿領(lǐng)域,有望比當(dāng)今最先進(jìn)計(jì)算機(jī)的信息處理速度成倍提高。該成果發(fā)表于《自然》雜志在線(xiàn)版上。
這項(xiàng)研究是關(guān)于彌補(bǔ)量子計(jì)算內(nèi)在易感性出錯(cuò)的方法,相關(guān)技術(shù)可以糾正那些在高速運(yùn)算中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,使量子計(jì)算機(jī)完全成為現(xiàn)實(shí)的一個(gè)必要步驟。論文的第一作者馬修?里德博士說(shuō):“如果不糾錯(cuò),就不能使量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度呈指數(shù)級(jí)增加,否則一個(gè)不可避免的小錯(cuò)誤都將導(dǎo)致計(jì)算失敗?!?/P>
量子計(jì)算機(jī)以量子位(qubits)作為信息的基本單位。然而,與使用0或者1數(shù)位的基于芯片的計(jì)算機(jī)不同,量子信息位能夠同時(shí)以多種形態(tài)存在。換句話(huà)說(shuō),其是一個(gè)還沒(méi)有確定是0還是1的一個(gè)信息位。研究人員使用超導(dǎo)器件從“人造”原子產(chǎn)生量子位,任何量子位必須能夠采取兩種狀態(tài)中的一種,如“0”或“1”,亦或兩種狀態(tài)同時(shí)存在。在理論上,這意味著量子系統(tǒng)能夠同時(shí)處理計(jì)算,實(shí)際上就是真正的并行系統(tǒng)。而量子計(jì)算機(jī)在工作時(shí),必須正確認(rèn)識(shí)和解釋這些量子位的狀態(tài)。但是,量子位容易意外地發(fā)生變化,出現(xiàn)錯(cuò)誤即混淆解釋。
這個(gè)研究小組起初在一個(gè)類(lèi)似于計(jì)算機(jī)芯片的電子設(shè)備的固體量子系統(tǒng)中證明了量子糾錯(cuò),研發(fā)出一種識(shí)別量子位的原始狀態(tài),必要時(shí)檢測(cè)其變化和逆轉(zhuǎn)的情況。領(lǐng)導(dǎo)該研究的羅伯特說(shuō):“這個(gè)研究結(jié)果將最近的實(shí)驗(yàn)突破及其他人的研究成果結(jié)合后,使得量子位更加連貫,由此表明,該超導(dǎo)器件系統(tǒng)最終可能成為一個(gè)建造量子計(jì)算機(jī)的平臺(tái)?!?/P>
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