🔥 热搜 🔥
上海习近平新疆鄂州父女瓜乌鲁木齐疫情H工口小学生赛高习明泽芊川一笑图包印尼排华
分类
社会娱乐国际人权科技经济其它
🔥 热搜 🔥
上海习近平新疆鄂州父女瓜乌鲁木齐疫情H工口小学生赛高习明泽芊川一笑图包印尼排华
分类
社会娱乐国际人权科技经济其它
查看原文
其他

IonQ和杜克大学实现了多量子比特纠缠门

光子盒研究院 光子盒 2022-07-04
收录于合集 #科技进展 391个
光子盒研究院出品

2月10日，杜克大学杜克量子中心(DQC)和IonQ研究人员宣布开发了一种强大的新方法来执行多量子比特纠缠门，该方法“可以大大简化量子电路结构，加快其执行速度，并提高量子计算机系统应对退相干的能力。”
 
IonQ认为，至少目前，这项技术只能在其量子平台上执行。“没有其他可用的量子计算架构——甚至没有其他基于离子的量子计算机——能够利用这个新的N量子比特门，"IonQ的联合创始人兼首席科学家Christopher Monroe说。
 
俘获离子量子处理器的示意图。
 
长期以来，多纠缠量子比特门的有效实现一直是个难题。大多数系统可以实现的双量子比特门，甚至都不容易。当然，纠缠是量子计算相对于经典计算具有强大优势的两个关键属性之一。广义上讲，纠缠连接量子比特的方式是，当一个量子比特的纠缠状态被改变时，其他量子比特都会立即知道它，并且也会改变它们的状态(真正的并行性)。这种现象被爱因斯坦称作“幽灵般的超距作用”，没有人能理解，但实验始终证实了这一点。(叠加是另一个与众不同的量子计算属性。)
 
Shor算法就是一个例子，可以利用量子计算机的纠缠和叠加特性，更快地执行选择计算，并处理其他在经典计算机上不切实际的计算。
 
IonQ/杜克的进展意义重大，他们的论文《通过自旋相关压缩俘获离子量子比特之间的N体相互作用》已经发表在arXiv.org上[1]。该论文的引言很好地总结了这一挑战：
 
“量子计算机的核心组成部分是其自由度的可控量子纠缠，允许系统在指数级大的状态空间上演进，该状态空间可以编码某些原本难以解决的问题。量子计算机的量子比特和门模型采用一组通用的操作，如单量子比特旋转和双量子比特受控非门。”
 
“虽然较少的量子比特相互作用足以进行一般计算，并且可用于构建多体纠缠态，但多量子比特相互作用可以极大地简化量子电路结构，加快其执行速度，并提高量子计算机系统面对退相干的能力。例如，直接的N量子比特运算(例如N量子比特Toffoli门)有望在量子加法器和乘法器、Grover搜索、纠错编码、用于计算分子和材料电子性质的变分量子算法以及核结构和晶格规范理论的模拟中找到天然用途。”
 
正如研究人员解释的，俘获离子量子门背后的中心思想是自旋和运动(声子)之间通过自旋相关力的耦合。“由于俘获离子之间的库仑相互作用，它们围绕平衡态的运动可以用简谐振动的集体正常模式来表示。我们关注的是通过近共振驱动力通过单一声子模式的耦合，尽管推广到多个模式很简单。”
 
新的量子门是一种同时在许多个相连的量子比特上运行的新方法，它利用了仅在IonQ和DQC计算机上可用的多量子比特通信总线。“新的门包括N量子比特Toffoli门，当且仅当所有其他量子比特都处于特定状态时，它才会翻转一个选定的量子比特。与标准的双量子比特量子计算门不同，N量子比特Toffoli门同时作用于多个量子比特，从而实现更高效的操作。门在许多常见的量子算法中自然出现，”IonQ说。

俘获离子的量子相位门
 
IonQ表示，其量子计算机具有独特的完全连接性和宽通信总线，允许所有量子比特同时相互通信。

已安装的IonQ离子阱的侧视图
 
在公告中，IonQ表示，这项新工作可能会在解决基本量子算法方面带来显著的效率提升，例如Grover搜索算法、变分量子本征求解器、加法和乘法等算术运算。IonQ表示：“这些用例在量子计算应用中无处不在，是IonQ在量子化学、量子金融和量子机器学习领域工作的核心。它们也是量子计算机普遍接受的行业基准的关键组成部分。”
 
参考链接：
https://arxiv.org/abs/2202.04230
https://www.hpcwire.com/2022/02/10/ionq-duke-report-multi-qubit-gate-advance-for-quantum-computing/
https://ionq.com/news/february-10-2022-duke-ionq-new-qc-gate
 
—End—

相关阅读：
不可思议！首次实现量子比特与多细胞生物的量子纠缠
技术突破！科学家首次实现同时操作多个半导体量子比特
科学家发现一种强纠缠的新型量子比特
IonQ推出新的钡量子比特技术，为高级量子计算架构奠定基础
IonQ公布上市后首份财报，市值已突破50亿美元

#诚邀共建国内首个量子垂直招聘平台#

光子盒将为中国境内的研究机构和企业提供一个免费的垂直招聘信息发布渠道，欢迎有需求的机构或企业直接联系光子盒。（微信：Hordcore）

你可能会错过：

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题？点此查看未经处理的缓存