新型量子計算機首個(gè)基本元件問(wèn)世 運算速度更快

　　據物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，瑞典和奧地利物理學(xué)家攜手，研制出了單量子比特里德伯(Rydberg)門(mén)，這是新型量子計算機——囚禁里德伯離子量子計算機的首個(gè)基本元件。最新研究證明了建造這種量子計算機的可行性，其有潛力克服目前的量子計算方法面臨的擴展問(wèn)題。

　　目前，量子計算機面臨的最大問(wèn)題之一是，如何增加每個(gè)邏輯門(mén)中發(fā)生糾纏的量子比特的數量，這對于開(kāi)發(fā)出實(shí)用的量子計算設備至關(guān)重要。升級之所以困難，部分原因在于囚禁離子的系統內常用的多量子比特邏輯門(mén)，會(huì )隨著(zhù)量子比特數量的增加而遭遇“頻譜擁擠”問(wèn)題。然而，囚禁里德伯離子的系統不受頻譜擁擠問(wèn)題的影響，這就表明，以囚禁的里德伯離子作為量子比特而研制的量子計算機，或許能成為升級能力更強的量子計算機。

　　研究人員在最新一期《物理評論快報》上發(fā)表論文稱(chēng)，他們建造出了首個(gè)單量子比特里德伯門(mén)。為了做到這一點(diǎn)，需要造出單個(gè)離子的里德伯相干激發(fā)。他們首先以囚禁于陷阱中的一個(gè)鍶離子開(kāi)始，接著(zhù)使用激光將離子從低量子態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，再將其激發(fā)到更高能的里德伯態(tài)。

　　實(shí)驗的關(guān)鍵之處在于，里德伯態(tài)采用相干方式獲得，這對于建造多量子比特里德伯門(mén)至關(guān)重要。研究人員將相干的里德伯激發(fā)與量子操控方法相結合，展示了單量子比特里德伯門(mén)。他們估計，可將這一單量子比特系統擴展到兩個(gè)量子比特的系統，未來(lái)還可以添加更多量子比特。

　　除了潛在的升級優(yōu)勢，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其他優(yōu)勢，包括能更好地控制量子比特、門(mén)運算速度更快等，他們將進(jìn)一步研究這些可能性。

　　研究負責人杰拉德·希金斯表示：“接下來(lái)，我們將測量?jì)蓚€(gè)里德伯離子之間強烈的相互作用，并讓其發(fā)生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態(tài)。”