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美国普林斯顿大学两位四毫米硅量子比特之间的通信

字号+作者: 来源:大学生创业网 2020-02-05 01:54:36 我要评论() 收藏成功收藏本文

美国普林斯顿大学的研究人员在开发硅基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比特之间交换信息,证明硅量子位可以在相对较长的距离

美国普林斯顿大学的研究人员在开发硅基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比特之间交换信息,证明硅量子位可以在相对较长的距离内进行通信。这篇研究论文发表在12月25日的自然杂志上。

量子计算机的计算能力比传统计算机要高得多,这是因为量子计算机中使用的量子比特可以同时处于多个状态。为了实现大规模的量子计算,未来的量子计算机需要成千上万的量子比特来相互通信。目前,由谷歌(Google)和IBM开发的量子计算机原型有几十甚至近100量子位。许多技术专家认为,从长远来看,硅基量子比特比google和ibm原型所使用的超导量子比特更有希望,具有更低的制造成本和更长的量子态。然而,硅自旋量子位元是由单个电子组成的,而且非常小。如何在多个量子比特之间进行路由是大规模量子计算机面临的主要挑战.

这一次,普林斯顿大学教授JasonPeta带领研究小组证明,当硅自旋量子位元在计算机芯片上相距很远时,它们也可以相互作用,这为解决量子位元之间的互连问题奠定了基础。

为了达到硅自旋量子比特长距离通信的目的,研究小组利用一个包含单个光子的窄腔作为线连接两个四毫米间距的量子比特。他们成功地调谐了两个量子位元,并将它们耦合到光子上,最后在两个量子位元之间进行通信。

四毫米可能看起来很短,但从另一个角度看,如果你把一个量子位数与一所房子相比,这个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。

JasonPeta说,硅芯片上4毫米的信息传输能力将给量子硬件带来更多的新特性。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比特通信。

没有参与这项研究的斯坦福大学电气工程学教授YelenaVukovic评论说,JasonPeta团队的研究结果令人鼓舞地证明,量子比特之间的远程交互对于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。

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