简介：随着对量子计算研究的深入，量子计算时代的大门已被敲开。然而，量子计算机亟待解决的问题仍然制约着人类进入量子计算的步伐。目前，量子物理学家正在为“量子总线”的诞生奠定基础，它可以在未来量子计算机的内存和处理器之间传输量子信息，或者解决长期以来困扰科学家的问题。经典计算机将晶体管从一种状态切换到另一种状态以将数据表示为1和0，而量子计算机使用量子位来执行此操作。由于量子力学的超现实性，量子位可以处于叠加态，即可以同时代表1和0。量子位采用的叠加态可以让它们“一石二鸟”，即保持两种状态同时。如果两个量子比特在量子力学意义上连接或纠缠，它们可以同时具有四个状态，三个量子比特八个状态，等等。理论上，一台300量子比特的量子计算机可以容纳比可见宇宙中的原子更多的状态。结果，计算机算法可以使用这些纠缠的量子位在瞬间执行极其大量的计算。图|IBM的量子计算机量子比特采用的叠加态，将使它们能够“一箭双雕”，即同时保持两种状态。如果两个量子比特在量子力学意义上连接或纠缠，它们可以同时具有四个状态，三个量子比特八个状态，等等。理论上，一台300量子比特的量子计算机可以容纳比可见宇宙中的原子更多的状态。结果，计算机算法可以使用这些纠缠的量子位在瞬间执行极其大量的计算。“在量子计算中，最大的挑战之一是量子物体极其脆弱，”奥地利因斯布鲁克大学的量子物理学家HendrikPoulsenNautrup说。“但理论上我们可以使用量子纠错来保护这些物体。”对象。正如传统计算机具有充当内存和处理器的组件一样，未来的量子计算机将需要能够存储数据或执行操作的量子位。这些量子存储器和量子处理器组件将需要承受不同的噪声阈值，量子存储器必须能够抵抗变化，而量子处理器必须确保它更灵活地变化。正因为如此，量子存储器和量子处理器需要不同的纠错码。,图|量子存储器和量子处理器之间的纠错机制此前，研究人员已经开发出小型量子处理器和量子存储器。但是由于这两种不同类型的组件使用不同的协议对信息进行编码，科学家现在面临的挑战是如何在它们之间传递信息。现在，PoulsenNautrup和一组研究人员已经设计出一种可行的方法来实现这种混合架构。他们最近在期刊《自然通讯》上详细介绍了他们的发现。“我们已经可以设想，在不久的将来将开发出具有独立组件的量子计算机，这些组件能够实现处理和存储等不同目标。”编码的物理量子比特。这种策略被研究人员称为“子系统晶格手术”，可以暂时将不同的逻辑量子位“缝合”在一起，例如用于量子存储器或量子处理器的逻辑量子位。一旦它们耦合在一起，信息就可以从一个系统传递到另一个系统。“总的来说，世界各地的相关实验室已经拥有可用于进行原理验证实验的工具，”PoulsenNautrup说。他和他的同事现在正在与因斯布鲁克大学的实验物理学家Rainer合作。布拉特领导的团队进行了合作。他说：“我不能告诉你太多，因为研究还在进行中，还没有完成。但仅仅是中间结果就足以鼓舞人们了。”我们预示着即将到来的量子计算革命的蓝图。面对更具挑战性的计算任务和海量数据处理，量子计算能否满足人类的期望？让我们拭目以待。-结尾
