離子阱量子計算機構件的新突破

本月初，牛津大學的研究人員在量子邏輯門的建立過程中創造了新的速度記錄。

依據量子物理學定律建造出來的量子計算機，其計算能力有望超當今的經典計算機。

牛津大學的研究小組正在利用離子阱技術來開發量子計算機。在這種技術中，邏輯門將兩個帶電的原子——以量子比特形式存儲的信息，置於量子糾纏態中。

這項研究受到了工程和物理科學研究委員會(EPSRC)的資助，網路量子信息技術中心(NQIT)的科學家們在牛津大學的領導下開展了此項研究，該研究報告現已於《自然》雜誌上發表。

這項研究是建立在先前的基礎之上。當時，在牛津大學物理系教授David Lucas和Andrew Steane的帶領下，他們的團隊實現了量子邏輯門精度的新世界紀錄，達到了量子計算理論模型所需的精度水平。

該論文的主要作者是來自牛津大學的博士生Vera Sch?fer以及牛津莫德林學院的研究員Chris Ballance博士。

Vera Sch?fer說:「量子計算將非常適用於一些任務，比如大數字的因式分解，或者模擬分子間的複雜反應，以推動藥物的開發。我們小組之前的工作實現了量子邏輯門精度的新世界紀錄。之後我們開始在不影響精度的前提下，增加這些邏輯門的速度。」

在邏輯門操作的過程中，囚禁離子就像鐘擺一樣移動，但是當這個過程加速時，它們就會對一些導致錯誤的因素非常敏感。

通過利用新的技術手段，我們可以將邏輯門的速度提升20到60倍，達到1.6微秒長,精度為99.8%。

「我們現在已經製造出了具有最高保真度且速度最快的邏輯門，理論上足夠滿足量子計算所需的條件。下一步是在實際情況下進行測試，並努力擴大我們的系統，創建一個真正可行的量子計算機。

Lucas教授說:「離子阱量子比特長期以來一直是量子計算領域中精確度的試金石，而且它還有一個很好的特性，可以為聯接應用很自然地接合光子。但缺點是，基本的糾纏操作總是很慢。在我們最新的實驗中，我們能夠在短短的480納秒內產生糾纏，這表明邏輯速度並不一定要受到離子擺動的自然時間限制。」

本文由量子計算最前沿基於相關資料原創編譯，轉載請聯繫本公眾號獲得授權。

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