物理學(xué)家研發(fā)出新型量子計算機基本原件，運算速度更快

除了潛在的升級優(yōu)勢，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其他優(yōu)勢，包括能更好地控制量子比特、門(mén)運算速度更快等。

近日，據物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，瑞典和奧地利物理學(xué)家攜手，研制出了單量子比特里德伯門(mén)。這是新型量子計算機——囚禁里德伯離子量子計算機的首個(gè)基本元件。這個(gè)新的基本原件被證明可行，并且有潛力克服目前的量子計算法方法面臨的擴展問(wèn)題。

為何新的基本元件可以使量子計算機運算速度更快？

目前，量子計算機面臨的最大問(wèn)題之一是，如何增加每個(gè)邏輯門(mén)中發(fā)生糾纏的量子比特的數量。但是如果想要升級增加糾纏量子比特的數量，這步驟很困難。部分原因在于囚禁離子的系統內常用的多量子比特邏輯門(mén)，會(huì )隨著(zhù)量子比特數量的增加而遭遇“頻譜擁擠問(wèn)題”。但是，囚禁里德伯離子的系統不受頻譜擁擠問(wèn)題的影響。這表明，以囚禁的里德伯離子作為量子比特而研究的量子計算機，能夠擁有更快的運算速度。

科學(xué)家們?yōu)榱私ㄔ焓讉€(gè)單量子比特里德伯門(mén)，需要造出單個(gè)離子的里德伯相干激發(fā)。他們需要首先以囚禁于陷阱中的一個(gè)鍶離子開(kāi)始，用激光將離子從低量子態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，再將其激發(fā)到更高能的里德伯態(tài)。他們估計，不久就可以將單量子比特系統擴展到兩個(gè)量子比特的系統，未來(lái)還可以添加更多量子比特。

除了潛在的升級優(yōu)勢，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其他優(yōu)勢，包括能更好地控制量子比特、門(mén)運算速度更快等，他們將進(jìn)一步研究這些可能性。

研究負責人杰拉德·希金斯表示：“接下來(lái)，我們將測量?jì)蓚€(gè)里德伯離子之間強烈的相互作用，并讓其發(fā)生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態(tài)。”

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