模塊化量子計算架構(gòu)關(guān)鍵組件開發(fā)成功

根據(jù)英國《自然》雜志6日在線發(fā)表的一項量子計算研究報告，美國耶魯大學(xué)科學(xué)家團隊宣布：模塊化量子計算架構(gòu)的關(guān)鍵組成部分已經(jīng)開發(fā)出來，并首次按需在兩個模塊之間演示了量子操作。這一成果標(biāo)志著人們向可行量子計算機邁出了關(guān)鍵一步。

量子計算機有望解決經(jīng)典計算機力所不及的問題。但是數(shù)十年來，量子計算機的研究進展起起伏伏，迄今為止絕大多數(shù)量子計算機只能執(zhí)行有限的任務(wù)。

這主要是由于現(xiàn)實條件下量子系統(tǒng)所固有的錯誤和噪音，要構(gòu)建大尺度的量子處理器并非易事。而模塊化架構(gòu)，即將某個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的單個量子系統(tǒng)連接起來，或許是實現(xiàn)可擴展量子計算的關(guān)鍵所在。而一直以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)很難開發(fā)出這樣一種架構(gòu)。

此次，耶魯大學(xué)研究人員凱文·周（音譯）及其同事，開發(fā)出了模塊化量子計算架構(gòu)的一個關(guān)鍵組成部分，首次按需在兩個模塊之間演示了量子操作。他們展示了一個通過邏輯編碼數(shù)據(jù)量子比特進行運算的隱形傳態(tài)控制非門，這是一個1999年提出來的概念，但在此之前一直未得到證明。這類量子門的隱形傳態(tài)由兩個未知的量子態(tài)之間的操作組成，不需要依賴數(shù)據(jù)量子比特之間的直接交互。

量子門的實現(xiàn)，可以通過保真度來反映，保真度衡量的是操作接近于理想性能的程度。在本研究中，保真度達(dá)到了79%。這項研究證明這種模塊化方法可以成功實現(xiàn)，標(biāo)志著向未來開發(fā)容錯量子計算機邁出了關(guān)鍵一步。（記者張夢然）