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科學家設計出標桿性技術藍圖 大型量子計算機呼之欲出

  量子計算機內核模子

  

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  本報記者劉霞綜合外電

  英國薩塞克斯大學日前發布新聞說,該??茖W家領銜的國際團隊設計了一份有關怎樣制作大型量子計算機的手藝藍圖,列國科學家可在這一手藝架構下互助開發機能壯大的通用量子計算機,藍圖揭橥在近日出書的《科學希望》雜志上。

  大型量子計算機新標桿

  據英國《天然》雜志報道,設計者們透露,進展通用量子計算機模子機的功能異常壯大,能夠破解當前無法解決的重浩劫題,如對極大數進行分化等。這臺計算機占地可跨越一個足球場,耗資至少1億英鎊(約合8.6億元人民幣),有望成為量子計算機范疇的“高富帥”。

  研究向導者、薩塞克斯大學量子物理學家韋菲爾德·海森格說:“這臺計算機切實‘體形復雜’‘身價不菲’,但它如今絕對能被制造出來。”

  澳大利亞新南威爾士大學量子物理學家安德烈·莫瑞洛指出,科學家此條件出了各類制造量子計算機的設計思緒,最新設法面對極大挑釁。但他夸大,新設法雄心壯志且方式新鮮,是以不容小覷,“我真的以為,這是一幅標桿性的藍圖,極具前瞻性,將在業界發生積極影響”。

  用離子制造量子比特

  傳統計算機使用比特0和1來處理信息,但量子計算機使用量子比特(Qubit)來處理信息。一個比特的狀況是獨一的,而量子比特能夠有多個狀況,容許統一時候兩個狀況的疊加。研究職員以為,“量子疊加”這一“機要武器”終極或可使量子計算機的處理能力和速率比傳統計算機得到極大的提拔。量子計算機若是開發成功,將在暗碼破譯等方面施展偉大作用。

  今朝,環球有多個團隊致力研制量子計算機,但迄今為止,大大都多半設計只有數十個量子比特。要想進行有效的計算,好比找到大數的質因子,可能必要數千個量子比特。

  在最新論文中,海森格團隊建議,使用被磁場捕捉的離子來制造量子比特,這一手藝已被物理學家們研討了20多年。美國馬里蘭大學帕克分校物理學家克里斯托弗·門羅注釋稱,用這一手藝制造量子計算機所必須的大大都多半元件,已被科學家們證實和展示,&ld西寧網站扶植quo;業界必要一個體系工程方式來簡化量子計算機的制造過程”。

  從理論上說,在最新設計藍圖中,數千個和手差不多巨細的正方形模塊被連系在一路,可制造出隨意巨細的量子計算機。在每個模塊中,約2500個被捕捉的離子量子比特被磁場懸浮起來,“珍愛”它們懦弱的量子狀況不受滋擾。為了實行計算,離子會以X型網格的情勢穿梭活動,同它們的“鄰人”產生膠葛。

  新呆板速率快能力強

  據研究職員先容,這臺量子計算機并不使用激光器來掌握每個被捕捉的離子,而規劃使用微波輻射場來掌握量子比特,并使用電場來調諧量子比特同微波輻射場之間的互相作用。另外,他們還規劃使用液氮讓體系連結冷卻狀況。

  海森格說,離子會在芯片之間跳來跳去以在模塊之間傳輸信息,這一手藝比使用光波和光纖傳輸信號快10萬倍以上。每個模塊都可代替,并能借助傳統電子工業范疇內的手藝用硅制造出來。

  海森格先容說,若是想要為一個長達617位的數字找到質因子,本日的傳統計算機無法做到,但新量子計算機使用20億個量子比特離子、歷時110天能夠解決這一問題,這一手藝將使研究職員能破解本日最好的暗碼體系。

  實在從理論上講,為了進行這一計算,只必要4096個量子比特,但鑒于現有青海網站扶植的離子捕捉手藝并不太好,錯誤率對照高,以是必要20億個離子。低落量子比特的錯誤率或許能大大削減計算機的標準——將其縮小到僅一個大型房間巨細。

  只管如斯,該團隊仍然面對著偉大的手藝挑釁,包羅怎樣制造強磁場坡度,怎樣正確地掌握量子比特等。


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