我科學(xué)家實(shí)現(xiàn)室溫固態(tài)可編程量子處理器避免繁瑣昂貴的硬件重新配置

2019-02-01 14:19:34來源：太平洋財(cái)富網(wǎng)

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉

，該校杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

，首次在室溫大氣條件下實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)自旋體系的可編程量子處...

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，首次在室溫大氣條件下實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)自旋體系的可編程量子處理器

。研究成果日前發(fā)表在《NPJ量子信息》上。

量子計(jì)算利用量子疊加性

，能夠有效處理經(jīng)典計(jì)算科學(xué)中許多難以解決的問題

。但目前絕大多數(shù)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)僅僅被設(shè)計(jì)來運(yùn)行特定的量子算法，如果要執(zhí)行新的量子算法

，往往需要重新配置量子計(jì)算的硬件

。可編程量子計(jì)算概念的提出就是用來解決這一問題的

，它能夠在不改變硬件的前提下

，僅需要配置這些量子處理器的若干參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)各種不同的量子算法。由于室溫固態(tài)體系中的量子比特通常面臨嘈雜的噪聲

，其量子相干性非常容易受到破壞

，因此在室溫固態(tài)體系中開展可編程量子計(jì)算演示仍然是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。

課題組利用金剛石中的電子自旋與核自旋作為兩量子比特體系

，首次實(shí)現(xiàn)了室溫固態(tài)自旋可編程量子處理器

。研究人員利用綠色激光脈沖實(shí)現(xiàn)該量子處理器的初始化和讀出功能，并利用一系列高精度的微波與射頻脈沖序列來執(zhí)行量子算法

。他們?cè)O(shè)計(jì)了一類普適量子線路

，將一系列量子算法的執(zhí)行轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的微波和射頻脈沖的幅度和相位參數(shù)。對(duì)于用戶而言

，僅需要對(duì)這一系列參數(shù)進(jìn)行有效配置

，就可以完成多種量子算法，避免了繁瑣而且昂貴的硬件重新配置

。

該工作展示了可編程量子處理器的靈活性

，向構(gòu)筑室溫固態(tài)量子計(jì)算邁出了重要一步。

責(zé)任編輯：孫知兵

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