MIT研究警告稱宇宙輻射會對量子計算機產生幹擾作用

2020-12-22 太平洋電腦網資訊中心

MIT研究警告稱宇宙輻射會對量子計算機產生幹擾作用

2020-08-31 17:44出處/作者：cnBeta.COM整合編輯：佚名責任編輯：zhaoyongyu1

　　據外媒報導，量子計算機正在以令人興奮的速度前進，但不幸的是，這一進程可能很快就會停滯。 射向地球的宇宙射線可能會干擾這些量子計算機中信息的完整性，現在麻省理工學院(MIT)的一個研究小組展示了這些計算機是多麼的脆弱以及該如何保護它們。

　　資料圖

　　在傳統計算機中，信息以「比特(bit)」表示，它可以是0也可以是1。然而得益於量子物理學的詭異法則，量子計算機中的比特（稱為量子位）能同時以兩種狀態的疊加狀態存在。這意味著它們可以並行執行許多操作，這要比現有的計算機系統強大得多

　　但要製造出實用的量子計算機還要面對一個大型障礙。量子位有相當低的相干時間，這指的是它們能在疊加狀態下停留的時間長短。這是因為它們對外界幹擾很敏感，比如熱量、磁場和電場甚至是我們周圍的低強度輻射。

　　而一些最糟糕的「罪犯」來自太空。宇宙射線和它們產生的次級粒子像雨點一樣不斷地落在我們身上，雖然我們個人可能沒有注意到它們，但它們可以對電子設備造成嚴重破壞。

　　在一項新的研究中，MIT、林肯實驗室和西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究人員已經量化了宇宙射線對量子計算機的影響程度。

　　在實驗中，研究人員將輻照過的銅盤放在超導量子位旁邊以測量輻射的影響。實驗是在一個稀釋 冰箱 裡進行的，通過將環境溫度降低到比真空環境溫度低200倍左右來最小化其他幹擾。研究人員在冰箱外還研究了第二個被輻射的銅盤，從而測量出量子系統暴露在了多大的輻射之下。

　　研究小組通過這種設置和其他模擬發現量子位相干時間將被限制在4毫秒左右。通過在銅盤和量子位之間放置或移除輻射屏蔽，進一步的實驗證實了這一數據。雖然護盾確實有作用，但它並不是最實用的解決方案--它可是一堵重達兩噸的鉛磚牆。

　　實驗表明，為了最大限度地利用量子計算機，我們需要為它們創作足夠的屏蔽環境。這可能意味著要把它們移到地下深處，就像尋找中微子的實驗一樣，從而保護它們不受宇宙射線的傷害。不過研究小組表示，這可能不是唯一的解決方案。

　　「如果我們想建立一個產業，我們可能更傾向於減輕地面輻射的影響，」該研究的論文作者William Oliver指出：「我們可以考慮設計量子位讓它們『難以接觸雷達』、對準粒子不那麼敏感，或為準粒子設計陷阱，這樣即使輻射不斷產生它們，它們也可以從量子位中流失。所以這絕對不是遊戲的結束。」

　　【來源：cnBeta.COM】

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