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美國物理學家已證明量子糾錯的最基本形式

來源:科技日報       更新時間:2012-3-1 9:18:11
 

  迄今為止,世界上還沒有真正意義上的量子計算機,但是各國許多實驗室正以極大的熱情追尋這個夢想。如何實現量子計算?方案雖不少,但問題是要實現對微觀量子態的操縱確實太難。據美國物理學家組織網近日報道,美國耶魯大學的物理學家證明了量子糾錯的最基本形式,這在量子計算發展中邁出了具有重要意義的一步。在此前沿領域,有望比當今最先進計算機的信息處理速度成倍提高。該成果發表于《自然》雜志在線版上。

  這項研究是關于彌補量子計算內在易感性出錯的方法,相關技術可以糾正那些在高速運算中出現的錯誤,使量子計算機完全成為現實的一個必要步驟。論文的第一作者馬修·里德博士說:“如果不糾錯,就不能使量子計算機運算速度呈指數級增加,否則一個不可避免的小錯誤都將導致計算失敗。”

  量子計算機以量子位(qubits)作為信息的基本單位。然而,與使用0或者1數位的基于芯片的計算機不同,量子信息位能夠同時以多種形態存在。換句話說,其是一個還沒有確定是0還是1的一個信息位。研究人員使用超導器件從“人造”原子產生量子位,任何量子位必須能夠采取兩種狀態中的一種,如“0”或“1”,亦或兩種狀態同時存在。在理論上,這意味著量子系統能夠同時處理計算,實際上就是真正的并行系統。而量子計算機在工作時,必須正確認識和解釋這些量子位的狀態。但是,量子位容易意外地發生變化,出現錯誤即混淆解釋。

  這個研究小組起初在一個類似于計算機芯片的電子設備的固體量子系統中證明了量子糾錯,研發出一種識別量子位的原始狀態,必要時檢測其變化和逆轉的情況。領導該研究的羅伯特說:“這個研究結果將最近的實驗突破及其他人的研究成果結合后,使得量子位更加連貫,由此表明,該超導器件系統最終可能成為一個建造量子計算機的平臺。”(華凌)

(責任編輯:羅園)
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