量子電腦研究取得兩項突破
- 發佈時間：2015-05-01 02:29:42 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月30日電 （記者房琳琳）如果一個量子電腦能夠組建成50個量子比特，當今世界前500名的超級電腦全部加起來，功能都無法勝過它。IBM公司科學家發表在29日出版的《自然通信》雜誌上的兩個突破性研究成果，第一次證明了能同時檢測並測量兩種類型量子錯誤，同時驗證了一種新的正方形量子比特環設計是唯一能在更大維度上被擴展的物理結構。
科學家試圖掌控量子電腦所面臨的巨大挑戰之一，就是控制或者移除量子退相干——由於熱、電磁輻射或材料缺陷引起的計算誤差。廣泛存在於量子機器中的兩種類型量子錯誤——位翻轉和相位翻轉一定會發生在任何真實量子電腦上。但直到這篇論文發表前，科學界也只有單獨解決一種類型量子錯誤的可能性。但是，解決兩種類型的量子錯誤，恰恰是邁向量子糾錯的關鍵一步，也是建立實用、可靠的大型量子電腦的關鍵需求。
IBM公司創新的複雜量子比特電路是由4個超導量子比特組成的、大約四分之一英寸的正方形晶片。“在此之前，這一領域的工作使用線性排列，只能看著翻轉錯誤提供出資訊不完整狀態的量子系統，而這種系統不足以構成實用的電腦。”IBM公司量子計算團隊主管傑伊·甘拜塔説，“我們的4比特正方形晶片，能帶領我們同時檢測兩種類型量子錯誤，並可被擴展到更大的量子系統。”
IBM公司高級副總裁兼研究部主任阿爾文德·克裏西納説：“雖然目前已經對量子電腦的加密系統進行了廣泛研究，但我們認為比較有實用價值的是量子系統，它能解決今天不能解決的物理和化學難題，可能在材料科學、藥物設計等方面具有不可估量的潛力，能開發出一系列新的應用領域。例如，它能讓科學家擺脫昂貴的實驗室試驗，加快設計出新的材料和藥物成分，加速相關藥物化合物的創新速度等。”
此外，量子電腦還可以快速處理更大規模的數據庫，可以大規模處理多樣化、非結構化的數據，這將改變人們進行決策的方式，並有助於研究人員跨行業做出全新研究成果。
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