迈向可靠量子计算的又一步

2020-04-06 11:06:51    来源:新经网    作者:冯思韵

量子计算因其在某些任务上的性能胜过标准计算机的能力而备受众多科学家的关注。对于量子计算机的实现,最重要的特征之一是量子纠缠。这描述了其中多个量子粒子以复杂方式互连的效果。如果一个纠缠粒子受到外部测量的影响,则另一个纠缠粒子的状态也会发生变化,无论它们彼此相距多远。

迈向可靠量子计算的又一步

许多科学家正在开发新技术,以验证量子系统中此基本量子特征的存在。对于仅包含几个量子位(量子信息的基本单位)的系统,已经测试了有效的方法。然而,量子计算机的物理实现将涉及更大的量子系统。然而,对于传统方法而言,验证大型系统中的纠缠变得困难且耗时,因为需要进行多次重复的实验。

在最近的理论方案的基础上,维也纳大学的实验和理论物理学家团队以及由Philip Walther和Borivoje Daki?领导的ÖAW以及贝尔格莱德大学的同事成功地证明了纠缠验证可以在出乎意料的高效方式并且在很短的时间内,因此使该任务也适用于大规模量子系统。

迈向可靠量子计算的又一步

为了测试他们的新方法,他们实验性地产生了一个由六个纠缠光子组成的量子系统。结果表明,只有极少数实验足以确定缠结的存在,并具有极高的置信度,高达99.99%。

经验证的方法可以以相当简单的方式理解。在实验室中生成量子系统后,科学家们会仔细选择特定的量子测量结果,然后将其应用于系统。这些测量的结果导致确认或拒绝纠缠的存在。

该出版物的第一作者瓦莱里亚·萨焦(Valeria Saggio)说:“这在某种程度上类似于向量子系统提出某些是非问题并记下给出的答案。给出的答案越多,该系统表现出纠缠的可能性就越高。”在自然物理学。令人惊讶的是,所需的问题和答案的数量非常少。与传统方法相比,新技术被证明效率更高。

迈向可靠量子计算的又一步

此外,在某些情况下,所需的问题数甚至与系统的大小无关,从而确认了新方法对未来量子实验的强大作用。

尽管量子计算机的物理实现仍面临各种挑战,但有效的纠缠验证等新进展可以使该领域向前迈进,从而为量子技术的进步做出了贡献。

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