硅中雙量子比特計(jì)算 精確度高達(dá)百分之九十八

科技日?qǐng)?bào)北京5月14日電 (記者劉霞)據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)13日?qǐng)?bào)道，澳大利亞科學(xué)家首次測(cè)量了硅中的雙量子比特邏輯運(yùn)算的精確度，高達(dá)98%，為全尺寸量子處理器的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)表于最新一期《自然》雜志。

該研究負(fù)責(zé)人、新南威爾士大學(xué)教授安德魯·德祖拉克說(shuō)：“所有的量子計(jì)算都可由一個(gè)量子比特運(yùn)算和兩個(gè)量子比特運(yùn)算組成，它們是量子計(jì)算的核心。一旦你擁有這兩者，就可以進(jìn)行任何計(jì)算，但這兩種操作的精確度都需要非常高。”

自2015年雙量子比特邏輯門(mén)問(wèn)世以來(lái)，許多團(tuán)隊(duì)展示了硅中的雙量子比特門(mén)，但迄今為止，這種邏輯門(mén)的真實(shí)精確度還是個(gè)未知數(shù)。

在最新研究中，該團(tuán)隊(duì)執(zhí)行了克里福德基礎(chǔ)保真度基準(zhǔn)(Clifford-based fidelity benchmarking)測(cè)試，這是一種可以評(píng)估所有技術(shù)平臺(tái)的量子比特的精確度的技術(shù)。結(jié)果表明，雙量子比特門(mén)的精確度為98%。

研究人員亨瑞·楊說(shuō)：“準(zhǔn)確性是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它決定了量子比特技術(shù)的可行性。只有量子比特操作接近完美，僅存在微小誤差，才能利用量子計(jì)算的巨大潛能。”

量子計(jì)算機(jī)有望在諸多領(lǐng)域“大顯身手”，包括解決現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的問(wèn)題。

德祖拉克說(shuō)：“但大多數(shù)重要應(yīng)用將需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)量子比特，因此，即便量子誤差很小，我們也不得不糾正。為了實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)，量子比特本身必須首先非常精確，因此評(píng)估它們的精確度至關(guān)重要。量子比特越精確，需要的量子比特?cái)?shù)就越少，也能越早實(shí)現(xiàn)全尺寸量子計(jì)算機(jī)。”

研究人員表示，該研究進(jìn)一步證明，硅非常適合用來(lái)研制需要大量量子比特的通用量子計(jì)算。

德祖拉克說(shuō)：“這一高精確度表明，硅是全尺寸量子計(jì)算的可行平臺(tái)。在不久的將來(lái)，我們將獲得更高的精確度，實(shí)現(xiàn)全尺寸、容錯(cuò)量子計(jì)算。”

全尺寸量子處理器將在金融、安全和醫(yī)療保健領(lǐng)域找到“用武之地”。它將大大加速新藥的研發(fā)工作；也有助于開(kāi)發(fā)出新的、更輕且更強(qiáng)的材料——從消費(fèi)電子產(chǎn)品到飛機(jī)等。

總編輯圈點(diǎn)

量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，只要稍微懂得量子力學(xué)的人都能理解。但讓量子位在運(yùn)算和變換中維持穩(wěn)定并不容易。量子計(jì)算器件有多種技術(shù)路線，光量子器是其中的一條坦途；操縱硅片中的電子，難度似乎更大。而這項(xiàng)最新成果暗示，硅的優(yōu)勢(shì)說(shuō)不定能延續(xù)到量子時(shí)代。無(wú)論如何，量子計(jì)算機(jī)的商用需更多原始創(chuàng)新，為此各路高人還要展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

[責(zé)任編輯：楊凡、徐紅梅]

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