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來自澳洲,日本和美國的國際科學家團隊開發出了由鐳射製成的大規模量子處理器的原型。

該處理器基於十多年的設計,具有內建的可擴充套件性,可將光製造的量子元件的數量擴充套件到極限數量。

2019年10月18日的《科學》科學期刊上發表了這項研究報告。

量子計算機可以為解決難題提供快速解決方案,但是它們需要大量的量子元件,並且必須相對無差錯。當前的量子處理器仍然很小並且容易出錯。新設計提供了一種使用光的替代解決方案,可以達到在重要問題上最終勝過傳統計算機所需的規模。

反射鏡,分束器和光纖等光學裝置網路將鐳射編織到光學量子處理器中

澳洲墨爾本大學RMIT量子計算和通訊技術中心首席研究員尼古拉斯·梅尼科西奇(Nicolas Menicucci)博士指出:"儘管當今的量子處理器令人印象深刻,但尚不清楚當前的設計是否可以放大到超大尺寸。我們的方法從一開始就內建了極高的可伸縮性,因為這種稱為簇狀態(cluster state)的處理器是由光製造的。"

在量子資訊和量子計算中,簇狀態是一種高度糾纏的多量子位狀態。

尼古拉斯·梅尼科西奇博士

梅尼科西奇博士表示,為了對現實世界中的問題有用,簇狀態必須足夠大並且具有正確的糾纏結構。自被提出以來的二十年中,以前所有關於簇狀態的演示都都失敗了,而是RMIT量子計算和通訊技術中心是第一個在取得成功的機構。

為了形成簇狀態,經過特殊設計的晶體將普通的鐳射轉換為一種稱為壓縮光的量子,然後通過反射鏡,分束器和光纖網路將其編織成團簇狀態。

該團隊的設計允許進行相對較小的實驗,以生成具有內建可伸縮性的巨大的二維位移狀態。儘管當前的壓縮水平(其品質的標準)太低,無法解決實際問題,但該設計與解決問題的方法達到最先進的擠壓水平。

該團隊表示,他們的研究成果為光量子計算開闢了新的可能性。

米野秀弘博士

新南威爾士大學首席研究員米野秀弘博士說:“在這項研究中,我們首次在任何系統中都建立了一個大規模的簇狀態,其結構能夠實現通用量子計算。 我們的實驗表明,這種設計是可行且可擴充套件的。”

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