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科学家们首次传送量子门,这是量子信息处理的一个里程

发布日期:2020-08-22 05:18   来源:未知   阅读:

时空传送??在不移动物理空间的情况下将物质或能量从一点传送到另一点的能力,是科幻小说的主要内容。但在量子物理学领域,它已经成为现实。耶鲁大学的科学家们刚刚根据需要传送了两个量子位之间的量子门,不需要直接交互,这是未来量子计算机发展的基本突破。

在量子计算,特别是量子线路的计算模型里面,一个量子门 (Quantum gate,或量子逻辑门)是一个基本的,操作一个小数量量子比特的量子线路 。它是量子线路的基础,就像传统逻辑门跟一般数字线路之间的关系。

在《自然》杂志上发表的一项研究中,研究小组说,他们试图解决量子计算中的一个大问题:由量子计算处理器引入的错误。研究小组写道:“量子计算机有潜力有效地解决经典计算机难以解决的问题。”然而,由于在现实世界量子系统中固有的误差和噪声,构建大规模的量子处理器是具有挑战性的。

消除这些错误的一种方法是使用模块化。

模块化在自然界中无处不在,从生物细胞的组织到最复杂的技术壮举。它与名字中所暗示的一样,是对各个部分的划分,以创造一个整体。科学家们说,这种方法有助于管理复杂性和不确定性,因此对于通过通信信路与量子网络相连的量子系统的开发是有用的。它将防止不必要的相互作用,因为执行量子计算的更宽的系统??量子位容易出错,这使得在不同模块之间执行操作具有挑战性。

这种方法的关键是量子门的隐形传送??这将允许相互作用,而不会在传输中引入错误的风险。这个想法最初是在20世纪90年代作为一种理论方法提出的,现在耶鲁大学的科学家已经在现实世界的实验中证明了这一点。

研究报告的共同作者Kevin Chou在一篇文章中说:“我们的工作是第一次证明这个协议在经典通信实时发生的,使我们能够实现每次执行所需操作的'确定性'操作。”

科学家表示,这对“容错量子计算”的发展具有重要意义。他们补充说:“当在网络中实现时,它可以在量子通信、计量和模拟方面拥有广泛的应用。”

科学家们说,这对“容错量子计算”的发展有很大的影响。“当在网络中实现时,它可以在量子通信、计量学和模拟中有广泛的应用,”他们补充道。

首席研究员罗伯特?肖尔科夫说:“这是使用可纠错量子位进行量子信息处理的一个里程碑。”