研究人员在室温下进行量子计算的途径

时间:2020-05-15 16:16:03来源:
导读多年来,在室温下运行的固态量子技术似乎遥不可及。尽管具有光学非线性的透明晶体的应用已经成为实现这一里程碑的最可能途径,但这种系统的

多年来,在室温下运行的固态量子技术似乎遥不可及。尽管具有光学非线性的透明晶体的应用已经成为实现这一里程碑的最可能途径,但这种系统的合理性始终是个问题。

现在,陆军科学家已经正式证实了这种方法的有效性。美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的Kurt Jacobs博士与麻省理工学院的Mikkel Heuck博士和Dirk Englund教授一起,成为第一个展示由以下人员组成的量子逻辑门的可行性的人:光子电路和光学晶体。

希克说:“如果未来使用量子技术的设备需要冷却至非常冷的温度,那么这将使它们变得昂贵,笨重且耗电。”“我们的研究旨在开发未来的光子电路,该电路将能够在室温下操纵量子器件所需的纠缠。”

量子技术在计算,通信和遥感方面提供了一系列未来的进步。

为了完成任何类型的任务,传统的经典计算机使用完全确定的信息来工作。该信息存储在许多位中,每个位可以打开或关闭。当给定由多个位指定的输入时,经典计算机可以处理该输入以产生答案,该答案也以多个位给出。经典计算机一次处理一个输入。

相反,量子计算机将信息存储在量子位中,而量子位可能处于奇怪的状态,即它们同时处于打开和关闭状态。这使量子计算机可以同时探索许多输入的答案。虽然它不能一次输出所有答案,但可以输出这些答案之间的关系,这使其比传统计算机更快地解决了一些问题。

不幸的是,量子系统的主要缺点之一是量子位的奇特状态的脆弱性。量子技术的大多数预期硬件必须保持在极低的温度下-接近零开尔文-防止特殊状态因与计算机环境的相互作用而被破坏。

雅各布斯说:“量子位与环境中任何其他分子的任何相互作用都将开始扭曲其量子态。”“例如,如果环境是粒子气体,那么将其保持在非常冷的状态会使气体分子缓慢移动,因此它们不会像撞到量子电路那样多。”

研究人员已做出各种努力来解决这个问题,但尚未找到确切的解决方案。目前,结合非线性光学晶体的光子电路目前已成为在室温下使用固态系统进行量子计算的唯一可行途径。

标签:量子计算
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