丹麦哥本哈根大学的一个研究小组设计了世界上第一个量子计算系统，该系统允许所有量子位同时运行，而不会威胁到量子相干性。这项研究被誉为一项突破，清除了量子缩放及其最终主流部署的剩余关键障碍之一。
由于量子计算仍处于起步阶段，因此有许多技术和量子位类型正在同时探索。丹麦团队在一种特殊类型的量子位——自旋量子位上取得了突破。您可能还记得我们最近关于量子基准的文章中的这些内容，其中一家同样采用自旋量子位方法 IonQ 的公司与其他系统相比取得了显着的成果。
“为了获得更强大的量子处理器，我们不仅要增加量子比特的数量，还要增加同时操作的数量，这正是我们所做的，”领导这项研究的库姆梅特教授说。
就目前而言，量子计算道路上的两个重要元素是扩展，即添加越来越多的量子位(想想计算机内核)，从而提高系统的处理能力;和一致性，例如系统在工作负载处理期间的稳定性以及其结果的准确性。随着量子缩放的进展顺利，这项研究的重点 是方程的相干部分。问题的缩放部分已经取得了令人难以置信的进展，但直到现在，等式的连贯性部分还不是这样。
“现在我们有一些非常好的量子位，游戏的名称是将它们连接到可以操作多个量子位的电路中，同时也足够复杂，能够纠正量子计算错误，”该研究的成员 Anasua Chatterjee 说。团队。“到目前为止，对自旋量子位的研究已经发展到电路包含 2x2 或 3x3 量子位阵列的地步。问题是他们的量子位一次只处理一个。”
可以这样想：在您实际操作信封中的信封，打开信封以扫描里面的内容之前，您无法阅读信件的内容。然而，就像你在到达正确的字母时改变信封的状态一样，当你试图阅读它们时，量子位会改变。对于量子物理学，迄今为止，操纵单个量子位会导致(基本上)周围系统的灾难性退相干。基本上，结果不再准确。这项研究现在证明有一种方法可以操作和测量整个量子位子系统，而不会陷入混乱。
Chaterjee 说：“我们芯片的新的和真正重要的事情是我们可以同时操作和测量所有量子位。这在以前从未用自旋量子位证明过——也没有用许多其他类型的量子位证明过。”
当然，突破本身是站不住脚的;研究工作永远不会完成。因此，研究人员已经确定了他们方法中最紧迫的局限性。虽然科学家们采用的控制机制已被证明可以保持量子相干性，但其当前的设计需要对实际使系统工作的 48 个控制电极进行持续的手动调整。该团队现在正在寻找可以在无需人工干预的情况下自动调整系统的 AI 控制系统。也许这一突破将使人们重新关注自旋量子位，因为它是实现可扩展、相干且高效的量子计算机的最快方法。时间会告诉我们的。