日本研究人員在硅基量子計算機領域取得突破
據國外媒體報道,來自日本理化學研究所的研究人員在一個三量子位硅基量子計算系統(tǒng)中演示了錯誤糾正,向大規(guī)模量子計算邁出了重要一步這項發(fā)表在《自然》雜志上的工作可能為實現實用的量子計算機鋪平道路
量子計算機是當今的一個研究熱點,有望解決一些傳統(tǒng)計算機難以解決的重要問題他們使用完全不同的架構,使用量子物理中發(fā)現的疊加態(tài),而不是傳統(tǒng)計算機中使用的簡單的1或0二進制位可是,由于它們是以完全不同的方式設計的,所以它們對環(huán)境噪聲和其他問題非常敏感,并且需要誤差校正以使它們能夠進行精確的計算
一個重要的挑戰(zhàn)是選擇哪種系統(tǒng)最適合作為quot比特quot,是用于量子計算的基本單位不同的候選系統(tǒng)各有利弊今天一些流行的系統(tǒng)包括超導電路和離子它們的優(yōu)勢在于某種形式的糾錯已經被證明,這使得它們可以投入實際使用,盡管規(guī)模很小硅基量子技術在過去十年才開始發(fā)展它的優(yōu)勢在于使用類似于常用的半導體納米結構,將數十億個晶體管集成到一個小芯片中,因此可以利用當前的生產技術
可是,硅基技術的一個主要問題是缺乏錯誤連接的技術研究人員此前已經證明了對兩個量子比特的控制,但這對于糾錯來說還不夠它需要一個三量子位系統(tǒng)
目前,在理化所新興材料科學中心和量子計算中心的研究人員進行的研究中,該小組實現了這一壯舉,展示了對一個三量子位系統(tǒng)的完全控制,從而首次提供了硅中量子糾錯的原型他們通過實現一個三量子位的Toffoli型量子門來實現這個目標
研究小組的負責人說,他們的下一步將是擴大該系統(tǒng)的規(guī)模為此,最好與有能力大規(guī)模制造硅基量子器件的半導體產業(yè)集團合作
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