固態量子計算平臺獲新進展—新聞—科學網

2020-12-05 科學網
固態量子計算平臺獲新進展
為製造規模更大更靈活的處理器鋪平道路

 

科技日報北京2月21日電 （記者張夢然）據英國《自然》雜誌近日發表的兩篇量子信息研究論文，歐洲與美國的科學家分別報告了基於自旋的固態量子計算平臺的新進展：一種可編程的二量子比特處理器，可執行兩種不同的量子算法；以及單電子自旋與單光子的強耦合，讓單獨的量子比特可以相互作用。

近一段時間，基於自旋的量子計算系統的潛在單個組件，已經取得了長足的進步。而此次，荷蘭代爾夫特理工大學研究人員託馬斯·沃森及其同事則更進一步，他們製造出了一個二量子比特裝置，它經過編程可以執行兩種不同的量子算法：多伊奇-喬茲薩（Deutsch-Jozsa）算法和格羅弗（Grover）量子搜索算法。其中，前者是一個測試問題，使用量子方法比使用經典方法更容易解決，或者也可以把Deutsch-Jozsa算法當成一種簡單的決策程序，可用於量子計算機中的快速運算；而後者則可用於資料庫搜索。

基於半導體自旋量子比特構建量子計算機的一個優點是，它們的壽命比超導自旋量子比特長，缺點是它們的相互作用較弱，難以耦合，而耦合是量子處理器運行所必需的。現有的耦合方法，如交換耦合和偶極—偶極相互作用，在本質上是相對局域的耦合。若要將相距遙遠的量子比特連接起來，則需要有一個「中間人」，如微波光子。

在同時發表的第二項研究中，美國普林斯頓大學研究人員傑森·皮塔與同事表明，被囚禁在微波腔內的光子，可以與被困在矽雙量子點內的電子自旋強耦合。這種設置使「自旋—光子耦合」速率足以確保這兩種組件形成相干界面，也就是說，這項成果為製造規模更大、應用更靈活的基於自旋的處理器鋪平了道路。

 

特別聲明：本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要，並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性；如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用，須保留本網站註明的「來源」，並自負版權等法律責任；作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜，請與我們接洽。

相關焦點

  • 鋰電池固態電解質機理研究獲進展—新聞—科學網
    全固態鋰電池因兼具安全性和高能量密度成為當前電池研究的熱點，而構築這一新型電池的關鍵在於找到合適的固態電解質材料。
  • 高級激發態發光研究獲進展—新聞—科學網
    類剛性二苯乙烯特有分子骨架的高級激發態發光（圖片來源：中國科學院理化技術研究所） 多色發光材料在柔性顯示器、固態照明和有機雷射器等領域中應用廣泛。但是根據Kasha規則，在固態或凝聚態中，分子的高級激發態將通過振動馳豫和碰撞迅速失活到達最低激發態，並在最低激發態輻射發光。 近日，中國科學院理化技術研究所超分子光化學研究中心吳驪珠團隊研究了一類基於雜原子取代類剛性二苯乙烯特有分子骨架，在室溫單一組分固體條件下表現明亮的多色發光。
  • 南海冷皮效應及其對潛熱通量計算影響研究獲進展—新聞—科學網
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室研究員王鑫團隊聯合俄羅斯科學院希爾紹夫海洋研究所和中山大學的科學家在南海冷皮效應及其對潛熱通量計算的影響研究方面取得新進展
  • 中科大80後教授、潘建偉高徒陸朝陽獲美國物理學會量子計算獎,曾獲...
    該獎項自 2015 年設立以來，已有四位獲獎人，他們分別來自美國麻省理工學院、加州理工學院、瑞士蘇黎世聯邦理工學院和澳大利亞新南威爾斯大學。陸朝陽教授也成為了國內首位獲此獎項的科學家。80 後教授陸朝陽：致力於量子研究、屢獲國際殊榮陸朝陽 1982 年出生於浙江東陽，現為中國科學技術大學教授和博士生導師。
  • 高活性析氫催化劑設計獲進展—新聞—科學網
    中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員劉建軍團隊和新加坡南洋理工大學教授範紅金團隊合作研究，在二維硫屬化合物二硫化鉬（MoS2）面內催化結構設計方面獲重要進展
  • 中科大80後教授、潘建偉高徒陸朝陽獲美國物理學會量子計算獎
    Bennett Award in Quantum Computing），以表彰他在光學量子信息科學，特別是在固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算方面的重要貢獻。該研究成果發表在了 2007 年 2 月份的《自然 · 物理學》雜誌上，並且入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞。
  • 中科大教授獲美國量子計算獎
    Bennett Award in Quantum Computing）頒給陸朝陽，獎勵其「對光量子信息科學，尤其是固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算的突出貢獻」。該工作隨後入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞。同年，陸朝陽在國際上首次用光子實現了量子大數分解算法。2008年，陸朝陽進入英國劍橋大學卡文迪許實驗室轉向固態量子光學的研究，在三年之內完成了博士論文和答辯，同時成為了入選比例不到1%的劍橋大學邱吉爾學院Fellow。
  • 2019年全國量子力學年會召開—新聞—科學網
  • 中科大80後教授獲量子計算國際獎項
    當地時間10月7日，美國物理學會（APS）宣布將2021年度羅夫·蘭道爾和查爾斯·本內特量子計算獎（2021 Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing）頒給陸朝陽，獎勵其「對光量子信息科學，尤其是固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算的突出貢獻」。
  • 科學家發表趨近絕對零度的量子共振評述文章—新聞—科學網
    5月8日，中科院大連化物所楊學明院士和南方科技大學楊天罡博士應邀在《科學》發表評述文章，討論趨近絕對零度的原子與分子碰撞過程中量子散射共振研究的進展理解量子效應在原子與分子碰撞中的作用是理解能量傳遞以及化學反應過程的根本。而量子效應在低溫下能夠更好的保存，因此低溫條件下對碰撞結果的影響會更加顯著。量子散射共振給實驗提供了一種觀測碰撞過程中量子效應的方法，但由於其「壽命」很短，實驗觀測的挑戰很大。 文章詳細介紹了同期發表的荷蘭科學家關於極低溫量子散射共振的研究工作（Science, 6494, 626-630, 2020）。
  • 華東師範大學量子隱形傳態研究獲突破—新聞—科學網
    在量子信息科學中，量子隱形傳態是最重要和極具吸引力的協議之一，利用該協議可以實現對未知量子態無實體地高保真異地傳輸。量子隱形傳態的概念自1993年被提出以來，受到了全球眾多科學家的廣泛關注，並在實驗和理論方面都取得極大的進展。尤其是近年來我國科學家在遠距離星地以及光纖通道量子隱形傳態方面更是取得了一系列突破性進展。
  • 中科大教授陸朝陽獲美國物理學會量子計算獎
    10月6日，美國物理學會（APS）宣布，授予中國科學技術大學陸朝陽教授2021年度「蘭道爾—本內特量子計算獎」（Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing），表彰他「在光學量子信息科學，特別是在固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算方面的重要貢獻」。
  • 超對稱唯象學研究獲進展—新聞—科學網
    河北大學粒子物理團隊日前在超對稱唯象學研究方向取得了若干最新進展，相關論文在《高能物理期刊》和《歐洲物理期刊C》上發表。
  • 成功實現20個超導量子比特量子糾纏 中國量子計算研究獲重大進展
    本報北京8月9日電（周煒、餘建斌）浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等國內單位組成的團隊日前通力合作，開發出具有20個超導量子比特的量子晶片，並成功操控其實現全局糾纏，刷新了固態量子器件中生成糾纏態的量子比特數目的世界紀錄。
  • 中國科大等在固態量子光學領域取得進展
    中國科大等在固態量子光學領域取得進展 2019-08-01 中國科學技術大學 【字體：大 中 小】 進一步，研究組通過該方法在微腔耦合的半導體量子點體系上實驗實現了無雷射背景的高效率和高品質的單光子源，為實現超越經典計算能力的量子計算這一目標提供了一個有用的新工具。相關論文以長文的形式於近日發表在國際學術期刊《自然-物理》上。
  • 華東師大在超分子光化學領域取得重要進展 —新聞—科學網
    華東師範大學化學與分子工程學院徐林教授和精密光譜科學與技術國家重點實驗室孫海濤研究員課題組跨學科合作研究，在超分子光化學領域取得重要進展。
  • 國際量子計算研究獲重大突破 量子計算機成可能
    國際量子計算研究獲重大突破 量子計算機成可能 來源：中國新聞網 2009年10月29日19:43 　　據介紹，將量子力學和計算機科學結合併實現量子計算是人類的一大夢想。量子計算的本質就是利用量子的相干性，而在現實中由於環境不可避免地會對量子系統發生耦合幹擾，使量子相干性隨時間衰減發生消相干，計算任務無法完成。因此為使量子計算成為現實，首要急需解決的問題就是克服消相干。
  • 國內首個量子計算產業聯盟在合肥揭牌—新聞—科學網
    > 　　12月12日，我國首個量子計算產業聯盟——本源量子計算產業聯盟（OQIA）在合肥市高新區正式揭牌。 　　據合肥本源量子計算科技有限責任公司（以下簡稱本源量子）副總裁張輝介紹，本源量子計算產業聯盟於2018年由本源量子牽頭成立，目前已集結中船重工709所、哈工大機器人集團、中科類腦、智天鏈、雲從科技、中船鵬力、中微達信、瀚海博興、問天量子等九家聯盟夥伴，成員單位分布於計算科技、機器學習、區塊鏈、人工智慧、低溫製冷、信號處理、生物醫藥等多個行業。
  • 量子計算和量子模擬研究獲進展
    晶格量子模擬器，對量子電動力學方程施溫格模型（Schwinger Model）進行了成功模擬，通過操控束縛在其中的超冷原子，從實驗上觀測到了局域規範不變量，首次使用微觀量子調控手段在量子多體系統中驗證了描述電荷與電場關係的高斯定理，取得了利用規模化量子計算和量子模擬方法求解複雜物理問題的重要突破
  • 中科大80後教授陸朝陽獲美國物理學會設立的量子計算獎
    Bennett Award in Quantum Computing）頒給陸朝陽，獎勵其「對光量子信息科學，尤其是固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算的突出貢獻」。該工作隨後入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞。同年，陸朝陽在國際上首次用光子實現了量子大數分解算法。2008年，陸朝陽進入英國劍橋大學卡文迪許實驗室轉向固態量子光學的研究，在三年之內完成了博士論文和答辯，同時成為了入選比例不到1%的劍橋大學邱吉爾學院Fellow。