用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
谷歌的物理学家:量子计算机信息保护/纠错系统离成功 “近在咫尺”
2021/8/11 15:44:21 | 浏览:1224 | 评论:0

  谷歌的物理学家在量子计算机的信息保护方面迈出了重要的一步。量子计算机存储的信息可能会湮灭,研究人员也无法纠错——这是构建成熟的量子计算机的必要步骤。

谷歌的物理学家:量子计算机信息保护/纠错系统离成功 “近在咫尺”

  加州大学戴维斯分校的数学家Greg Kuperberg说:"这里没有重大突破,但他们正在做艰苦的工作,而且他们正在获得明显进展。"柏林自由大学的理论物理学家Joschka Roffe说,谷歌的研究人员在完全纠错方面与成功 "近在咫尺"。

  20多年来,物理学家和工程师一直在开发量子计算机。然而,量子比特比普通比特要狡猾得多。来自环境的最轻微的噪音,如杂散的电场或磁场,可以抹去量子位的微妙迭加状态,使其处于0或1的确定状态。

  处理这种错误是一项艰巨的挑战。普通计算机可以通过简单地复制比特,并使用备份校验内存的状态。量子计算机不能这样做,因为量子力学有所谓的不可克隆定理。科学家们不得不设计出将一个 "逻辑" 量子位的信息分散到许多量子位上的方法。例如,一个30%为0、70%为1的单一量子比特的状态可以分散到三个量子比特中,这样,作为一个群体,这些量子比特处于这样一种状态:所有三个量子比特中30%为0,70%为1。这种更大但等效的量子状态有助于研究人员纠错。

  然而,他们又不能通过直接测量,因为测量本身会导致迭加态的坍缩。因此,研究人员将数据量子比特与所谓的辅助量子比特交织在一起,建立量子纠缠。通过反复测量辅助量子比特,研究人员可以知道相邻的数据量子比特是否已经被篡改——而不需要直接测量数据量子比特。原则上,物理学家可以将这些量子比特推回到它们的原始状态。

  他们前提在《自然》上报告说,通过对多达11个数据量子比特的链进行分析,谷歌现在已经能够将逻辑量子比特(信息)保存一段时间,这个时间随着物理量子比特(存储信息的实体)的数量呈指数级增长。通过在多达11个数据量子位上分散一个量子位的状态,他们将50微秒后出现错误的几率从40%降低到0.2%。

  其他团队已经验证了类似的错误纠正方案,但新工作是首次证明,可以指数级增加物理量子比特,避免错误出现。这种指数级抑错表明,开发者最终可能会通过将逻辑量子比特分散到大约1000个物理量子比特上而无限期地维持它。

  不过,该团队在完全纠错方面只走完了一半。首先,研究人员还没有将翻转的物理量子比特推回到它们的原始状态。

  更重要的是,谷歌团队无法同时解决可能影响量子比特的两种类型的错误:比特翻转,即交换量子状态的0和1部分,以及相位翻转。在任何特定的程序中,研究人员只能抑制一种类型的错误。为了纠正这两种错误,他们将需要从字面上进入另一个维度,不是在物理量子比特链中编码单一的逻辑量子比特,而是在一个称为表面代码的更复杂的协议中编码一个方形网格。这才是量子计算机发展道路上的最后一关。

相关栏目:『科技前沿
联合国人居署发布的《2024 全球城市人工智能评估报告:利用 AI 构建以人为本的智慧城市》 2025-04-02 [541]
为躲避花粉过敏,海森堡逃到一个小岛,却意外掀起量子革命 2025-03-27 [638]
他的公司被稱作黑匣子-他希望矽谷為美國而戰 2025-03-27 [654]
那些让你更聪明的科学新概念 2025-02-26 [1476]
31组超有趣的创意对比,带你看清世界的神奇反差! 2025-02-21 [1598]
2025年,AI到底会给科学界带来怎样的变化? 2025-02-21 [1687]
献分享|Angew. Chem.| 超分子切换液-液相分离以协调酶动力学 2025-02-21 [1582]
原子核的利用 2025-02-21 [1602]
科幻小说中的硅基生命,就要实现了吗? 2025-02-21 [1620]
想搞懂宇宙如何演化或许只需要……10亿年? 2025-02-20 [1670]
相关栏目更多文章
最新图文:
马亮:做院长就能够发更多论文?论文发表是不是一场“权力的游戏”? :印裔人才在美碾压华裔:我们可以从印度教育中学到什么? :北京452万人将从北京迁至雄安(附部分央企名单) :《2019全球肿瘤趋势报告》 :阿尔茨海默病预防与干预核心讯息图解 :引力波天文台或有助搜寻暗物质粒子 :Sail Through the Mist - SoCal Innovation Forum 2019(10/5) 游天龙:《唐人街》是如何炼成的:UCLA社会学教授周敏的学术之路
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2025 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.