模塊化量子計(jì)算架構(gòu)關(guān)鍵組件開(kāi)發(fā)成功

根據(jù)英國(guó)《自然》雜志6日在線發(fā)表的一項(xiàng)量子計(jì)算研究報(bào)告，美國(guó)耶魯大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布：模塊化量子計(jì)算架構(gòu)的關(guān)鍵組成部分已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，并首次按需在兩個(gè)模塊之間演示了量子操作。這一成果標(biāo)志著人們向可行量子計(jì)算機(jī)邁出了關(guān)鍵一步。

量子計(jì)算機(jī)有望解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)力所不及的問(wèn)題。但是數(shù)十年來(lái)，量子計(jì)算機(jī)的研究進(jìn)展起起伏伏，迄今為止絕大多數(shù)量子計(jì)算機(jī)只能執(zhí)行有限的任務(wù)。

這主要是由于現(xiàn)實(shí)條件下量子系統(tǒng)所固有的錯(cuò)誤和噪音，要構(gòu)建大尺度的量子處理器并非易事。而模塊化架構(gòu)，即將某個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的單個(gè)量子系統(tǒng)連接起來(lái)，或許是實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展量子計(jì)算的關(guān)鍵所在。而一直以來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)很難開(kāi)發(fā)出這樣一種架構(gòu)。

此次，耶魯大學(xué)研究人員凱文·周（音譯）及其同事，開(kāi)發(fā)出了模塊化量子計(jì)算架構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，首次按需在兩個(gè)模塊之間演示了量子操作。他們展示了一個(gè)通過(guò)邏輯編碼數(shù)據(jù)量子比特進(jìn)行運(yùn)算的隱形傳態(tài)控制非門(mén)，這是一個(gè)1999年提出來(lái)的概念，但在此之前一直未得到證明。這類(lèi)量子門(mén)的隱形傳態(tài)由兩個(gè)未知的量子態(tài)之間的操作組成，不需要依賴(lài)數(shù)據(jù)量子比特之間的直接交互。

量子門(mén)的實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)保真度來(lái)反映，保真度衡量的是操作接近于理想性能的程度。在本研究中，保真度達(dá)到了79%。這項(xiàng)研究證明這種模塊化方法可以成功實(shí)現(xiàn)，標(biāo)志著向未來(lái)開(kāi)發(fā)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)邁出了關(guān)鍵一步。（記者張夢(mèng)然）