量子计算机研究获突破

据美国《每日科学》网报道,一个由奥地利科学院量子光学和量子信息研究所领导的国际研究小组在开发量子计算机方面取得重大进展,成功使两个光量子的纠缠态达到创纪录的103维,大大超越了此前11维的微观粒子纠缠态。该研究成果对于量子计算机的研制和超级加密算法的实现具有重大意义。

量子计算机是一种各国争相研制的新型运算工具,拥有强大的并行处理数据的能力,可解决现有计算机难以处理的复杂问题。量子计算机与现有的电子计算机的根本区别在于,其信息单元不是比特(用0或1分别表示两个状态),而是量子比特,即0和1两个状态的相应量子态叠加。这意味着量子计算机的信息单元存在远高于2维的“量子纠缠态”,其完成单项任务的速度也就大大快于普通的电子计算机。

为提高量子计算机的运算速度和处理能力,科学家们此前把主要精力放在了增加处于纠缠态粒子的数量上,并成功使14个粒子获得量子比特。不过,多粒子量子比特组成的庞大系统很难控制,量子计算机的研究进展十分缓慢。

此次科学家们另辟蹊径,减少了处于纠缠态的粒子数量,增加了量子纠缠态的维数,将两个光量子的纠缠态推高到103维,而这种高维数量子纠缠态为量子信息技术的应用提供了广阔的前景。

相关研究成果已发表在最新一期的美国《国家科学院学报》上,参与该项研究的其他学术机构还有美国的阿拉巴马大学伯明翰分校、西班牙的巴塞罗那自治大学和位于巴塞罗那郊区的光量子科学研究所。

标签: 超级计算机 量子计算机 科学技术

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