冒牌自然老師

The two-qubit processor is the first solid-state quantum processor that resembles a conventional computer chip and is able to run simple algorithms. Credit: Blake Johnson/Yale University

引自科學網
據物理學家組織網6月28日報導，美國耶魯大學的研究人員研製出世界上首個固態量子處理器，採用雙量子比特超導晶片成功進行了如簡單搜索這樣的基礎運算，向最終實現研製量子電腦的夢想又邁出了重要一步。該項研究成果發表在6月28日的《自然》雜誌網路版上。 耶魯大學應用物理學教授羅伯特•舒爾科普夫領導的研究小組與一批理論物理學家合作，製成 了兩個量子比特（人造原子），其中每個量子比特都由10億個鋁原子組成，可以像單原子一樣具有兩種不同的能量狀態，類似傳統電腦中的“1”和“0”或者 說是“開”和“關”。利用量子力學中的反直觀效應，研究人員能夠有效地在同一時刻使量子比特處於疊加態，以獲得更強大的資訊存儲和處理能力。為了使量子比 特能夠突然“開”、“關”，以便僅在需要時進行快速的資訊交換，研究人員採用了耶魯大學早先開發的“量子巴士”——通過有線連接量子比特來傳遞資訊的光 子，作為彼此進行資訊交換的工具。這也是雙量子比特處理器的關鍵所在。 該類型計算看似簡單，但過去卻由於無法得到足夠時長的量子比特而難以完成。10年前第一個量子比特能維持特定量子態的時長約為1毫微秒（十億分之一秒），而現在耶魯大學的研究小組則能夠維持1微秒（百萬分之一秒），是原來的1000倍。這個時長足夠運行簡單演算法。 舒爾科普夫指出，目前，這樣的處理器僅能執行一些簡單的量子計算任務，這些任務以前依靠 單原子核、原子和光子也可完成，但這是第一次使用一個全電子設備來完成，無論是從外觀還是感覺上看，它都更像是一個普通的微處理器。雖然距製造出一台實用 量子電腦還有一段距離，但這確實是一個巨大的進步。 研究小組接下來的任務是增加量子比特維持量子態的時長，這樣就可以運行更複雜的演算法。同時他們還要設法使“量子巴士”能夠連接更多的量子比特。每增加一個量子比特，處理能力就會呈指數增長，更先進的量子電腦無疑擁有著巨大的潛力。

物理學家組織網報導

《自然》論文摘要:Nature advance online publication 28 June 2009 | doi:10.1038/nature08121; Received 11 March 2009; Accepted 5 May 2009; Published online 28 June 2009