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清洁比特的过滤器 帮助量子计算机更加健壮和准确

时间:2020-04-17 11:28:33 | 来源:

东京医科牙科大学(TMDU),RIKEN和东京大学的研究人员提出了一种改进的方法,用于将量子计算机中的量子位与外部环境隔离开来,这可能有助于进入实用的量子计算时代

日本东京-东京医科牙科大学(TMDU),理研大学和东京大学的研究小组展示了如何通过使用附加的“过滤器”量子位来延长量子计算机内部量子位的寿命。这项工作可能有助于制造可以在金融,密码学和化学应用中使用的更高保真度的量子计算机。

量子计算机有望在从互联网安全到药物开发的各个领域产生巨大影响。不仅限于经典计算机的二进制0和1,量子计算机中的qubit可以采用二者任意叠加的值。这使量子计算机有可能比当前机器更快地解决某些问题,例如破解密码。

但是,在量子位叠加的寿命和处理速度之间存在根本的权衡。这是因为必须小心地保护qubit,使其不与环境交互,否则在称为“去相干性”的过程中,脆弱的叠加将恢复为1或0。为了延迟这种量子保真度的损失,量子计算机中的量子位仅弱耦合到施加量子位控制脉冲的控制线。不幸的是,这种弱耦合限制了可以运行计算的速度。

现在,东京医科牙科大学(TMDU)的研究小组从理论上证明了如何将第二个“滤波器”量子位耦合到控制线可以如何大大减少导致退相干的噪声和自发辐射损耗。这样可以使连接牢固,从而缩短循环时间。

第一作者Kazuki Koshino说:“在我们的解决方案中,滤光片量子位就像非线性镜一样,由于相消干涉而完全反射量子位的辐射,但由于吸收饱和而传输强大的控制脉冲。”

这项研究有助于实现在每个业务和研究实验室中都能找到量子计算机的未来。许多运营研究公司希望使用量子计算机来解决对于传统计算机而言过于繁琐的优化问题,而化学家则希望使用它们来模拟分子内部原子的运动。

高级作者Yasunobu Nakamura表示:“包括IBM和Google在内的公司都在不断改进量子计算机。随着它们变得越来越快,越来越强大,它们可能会更加普及。”

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