可调节的“离子阱”促进了量子计算

 作者:东郭幛     |      日期:2017-03-24 01:05:01
Will Knight(图片来源:苏塞克斯大学/ Hensinger)研究人员说,第一个可调“离子阱”可以帮助科学家更好地理解构建实用量子计算机的挑战传统的离子阱将原子粒子限制在真空和由两个固定位置电极产生的电场中这些粒子的电子状态可用于表示信息的量子比特与由可区分状态(例如二进制“1”或“0”)表示的信息的正常“比特”不同,量子信息可以同时存在于不同的状态这意味着可以处理量子信息的计算机可以即时执行令人难以置信的计算然而,维持量子信息非常困难,因此构建一个足够复杂,实用的量子计算机是一项巨大的挑战美国密歇根大学的Louis Deslauriers和英国苏塞克斯大学的Winfried Hensinger及其同事创造了这种新型陷阱它允许调整每个电极之间的距离,而不会丢失其间夹带的离子这是第一次,这使他们能够准确地测量陷阱的缩小程度如何影响被捕获离子的量子态他们发现,减小陷阱的大小会增加其温度,从而增加“退相干”,最终可能会破坏量子信息仍然可以将陷阱缩小到直径23微米 - 有史以来最小的离子阱 - 而不会损害其功能并且,通过将其冷却至-120°C,他们能够减少可能破坏离子量子特性的加热 Hensinger估计应该可以进一步缩小离子阱,大约1微米,只要它充分冷却这可能是至关重要的,因为实际的量子计算机需要数十万个这样的设备才能执行有用的计算 “意义非常大,”亨辛格告诉“新科学家”杂志 “这增加了其他人可以使用的领域的优势”他补充说,所需的冷却不应该使得工作计算机的构造过于复杂 “这非常聪明,”英国伦敦帝国理工学院离子陷阱研究员丹尼尔西格尔说,他同意这项工作可能非常重要西格尔说:“这非常系统地衡量一些相当乏味的东西,但确实非常重要” “直到这一点,关于加热速率如何随着陷阱尺寸而变化的唯一证据来自于不同人的加热速率测量结果”Hensinger认为离子阱最有希望构建量子计算机,但补充说仍有许多工作要做 “将所有东西放在一起仍然是一个非常大的挑战,