两个硅量子比特实现四毫米距离通信

2020-02-14 投稿人 : www.haghyc.com 围观 : 1302 次

美国普林斯顿大学的研究人员在开发硅量子计算机硬件方面迈出了重要的一步。他们成功地在相距4毫米的两个硅自旋量子位之间交换了信息,证明了硅量子位可以在相对较长的距离上通信。相关研究论文于25日发表在《自然》杂志上。

量子计算机比传统计算机有更强的计算能力,这是因为它们应用的量子位可以同时处于多种状态。为了实现大规模量子计算,未来的量子计算机需要成千上万个可以相互通信的量子位。目前,谷歌和国际商用机器公司开发的量子计算机原型已经有几十个甚至近100个量子位。然而,许多技术专家认为,与谷歌和小发猫原型使用的超导量子位相比,硅基量子位从长远来看具有更有希望的未来,制造成本更低,保持量子态的时间更长。然而,硅自旋量子位由单个电子组成,非常小。如何连接多个量子位是大型量子计算机面临的主要挑战。

这一次,普林斯顿大学教授贾森佩塔尔(Jason Petar)带领研究小组证明,硅自旋量子位在计算机芯片上相距甚远时可以相互作用,这为解决量子位之间的互联问题奠定了基础。

为了实现硅自旋量子位的远程通信目标,研究小组使用一个包含单光子的窄腔作为“线”,将两个相距4毫米的量子位连接起来。他们成功地调谐了两个量子位,并将它们与光子耦合,最终实现了两个量子位之间的相互通信。

4毫米看起来很短,但从另一个角度来看,比如将量子位与房子进行比较,这种通信距离意味着一所房子正在向750英里外的另一所房子发送信息。

杰森佩塔尔(Jason Petar)说,在硅片上传输4毫米信息的能力将会给量子硬件带来更多新功能。从长远来看,他们的研究将有助于改善芯片上和芯片之间的量子位通信。

斯坦福大学电气工程教授庞雅文武科维奇没有参与这项研究,他评论说,证明量子位之间的远程交互对量子技术的进一步发展至关重要,例如模块化量子计算机和量子网络,杰森佩塔(Jason Peta)团队的研究成果令人鼓舞。(刘海英)

主编

2019年是量子计算突破的一年。除了谷歌高调的量子霸权之外,今年年初,小发猫还发布了一种被称为“小发猫Q系统1”的量子计算模型,据说这种模型在市场上是可以买到的。它被称为“世界上第一个专门为科学和商业目的设计的完全集成的通用量子计算系统”。然而,也有观点认为量子计算机仍然是一个实验装置或原型。本文的研究成果可以为样机搭建桥梁,解决量子位之间的互连问题,也可以让人们进一步开发模型,在未来发挥更大的作用。返回搜狐查看更多“负责任的编辑: