宇宙射線可能很快阻礙量子計算
2020-09-04 4K頻道
量子計算機的邏輯元素-量子位是表示量子信息的連貫的兩級系統。每個量子位具有奇特的能力，處於量子疊加中，同時攜帶兩個狀態的各個方面，從而實現了並行計算的量子形式。量子計算機，如果可以擴展以在一個處理器上容納許多量子比特，那麼它們將比今天的常規計算機速度更快，並且能夠處理更複雜的問題。
但是，這一切都取決於量子位的完整性，或者量子位在其疊加和量子信息丟失之前可以運行多長時間-這一過程稱為退相干，這最終限制了計算機的運行時間。超導量子位（當今領先的量子位形式）已在這一關鍵指標上實現了指數級的提高，從性能最佳的設備的1999年不到一納秒到如今的200微秒左右。
但是，麻省理工學院，麻省理工學院林肯實驗室和西北太平洋國家實驗室（PNNL）的研究人員發現，量子比特的性能很快就會崩潰。在《自然》雜誌上發表的一篇論文中，研究小組報告說，混凝土牆壁中的微量元素和宇宙射線發出的低水平，否則無害的背景輻射足以引起量子比特的退相干。他們發現，如果不緩解這種影響，它將把qubit的性能限制在幾毫秒之內。
考慮到科學家提高量子比特的速度，他們可能會在短短幾年內撞到輻射誘導的牆。為了克服這一障礙，科學家將必須找到方法來屏蔽量子位以及所有實用的量子計算機，使其免受低水平輻射的影響，這可能是通過在地下建造計算機或設計可承受輻射效應的量子位來實現的。
威廉·奧利弗（William Oliver）表示：「這些去相干機制就像洋蔥一樣，在過去的20年中我們一直在剝離這些層，但是還有另外一層仍會保持不變，這將限制我們在幾年內的發展，這就是環境輻射。」麻省理工學院電氣工程與計算機科學副教授和林肯實驗室研究員。「這是一個令人興奮的結果，因為它促使我們思考設計量子位的其他方法來解決這個問題。」
「令人著迷的是，超導量子位對微弱的輻射有多敏感。了解我們設備中的這些效應還可以在其他應用中有所幫助，例如天文學中使用的超導傳感器。
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量子計算的最大阻礙或來自太空，宇宙射線可造成退相干
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量子計算很快遭遇天花板?低強度環境輻射足以導致量子比特退相干
美國麻省理工學院和西北太平洋國家實驗室（PNNL）的研究人員最近發現，隨著量子計算領域的快速發展，量子比特的性能很快就會遇到阻礙。這項研究發表在 8 月 26 日的《自然》雜誌上。研究表明，混凝土牆壁中微量元素和宇宙射線發出的低強度、無害的環境輻射足以導致量子比特的退相干。科研人員發現，如果不加以控制，這種輻射會將量子比特的性能限制在幾毫秒之內。 -
量子計算很快遭遇天花板？低強度環境輻射足以導致量子比特退相干
，量子比特的性能很快就會遇到阻礙。研究表明，混凝土牆壁中微量元素和宇宙射線發出的低強度、無害的環境輻射足以導致量子比特的退相干。科研人員發現，如果不加以控制，這種輻射會將量子比特的性能限制在幾毫秒之內。要知道，近年來的量子比特的相干時間一直以指數級增長，性能最好的超導量子比特的相干時間從 1999 年的不到 1 納秒，提高到了今天的約 200 微秒。 -
宇宙射線將是量子計算發展之路上遭遇的新瓶頸
量子計算的實用性取決於量子位元（qubit）的完整性。量子位元是量子計算機的邏輯元件，是代表量子信息的相干二能級系統。每個量子位元都有一種奇特的能力，可以處於量子疊加狀態，同時攜帶兩種狀態的各個方面，從而實現量子版本的並行計算。如果量子計算機能夠在一個處理器上容納許多量子位元，那麼它們可能會比今天的傳統計算機快得令人眼花繚亂，並且能夠處理更複雜的問題。 -
研發量子計算機到底有多難？宇宙射線或成最大攔路虎
因為有機物質空間結構的模擬，那是出了名的計算量大，計算難度高。這幾乎就是量子計算機得天獨厚的領域。還有一些新聞媒體做出了大膽的解讀和猜測，能模擬有機物，那是不是很快就能模擬蛋白質了？是不是阿爾茲海默症、帕金森症這些疾病，很快就能攻克了？ -
宇宙射線可能會給未來的量子計算機帶來問題
量子計算機的研製是近年來各國激烈競爭的科學和技術高地。一項新的研究表明，即使在較低水平下，輻射也足以嚴重損害量子計算過程的穩定性。量子計算機，簡單地說，它是一種可以實現量子計算的機器，是一種通過量子力學規律以實現數學和邏輯運算，處理和儲存信息能力的系統。 -
量子計算機居然受到宇宙射線的影響？
量子計算的可行性取決於量子比特的完整性。什麼意思呢？比特是量子計算機的邏輯單元，由相干的二級系統來代表量子信息。每個比特都有特殊的能力，可以處於疊加的狀態，也就是同時攜帶0和1的信息，這就使量子並行計算成為了可能。如果能夠在一個處理器中放入很多這樣的比特，那麼量子計算機的運氣速度將會非常快，比任何傳統計算機都能處理更複雜的問題。 -
量子計算的新障礙：自然輻射會擾亂量子比特
從而可能限制量子計算機的運行。量子比特是量子信息的計量單位。傳統電腦使用0和1，量子電腦雖然也是使用0跟1，但量子電腦的0與1可以同時計算。在傳統電腦系統中，一個比特在同一時間，只有0或1，只存在一種狀態，但量子比特可以同時是1和0，兩種狀態同時存在。 -
新研究：低強度環境輻射足以導致量子比特退相干
美國麻省理工學院和西北太平洋國家實驗室（PNNL）的研究人員最近發現，隨著量子計算領域的快速發展，量子比特的性能很快就會遇到阻礙。這項研究發表在 8 月 26 日的《自然》雜誌上。研究表明，混凝土牆壁中微量元素和宇宙射線發出的低強度、無害的環境輻射足以導致量子比特的退相干。科研人員發現，如果不加以控制，這種輻射會將量子比特的性能限制在幾毫秒之內。 -
DNA螺旋方向的右手偏向性，可能跟宇宙射線有關
我們的DNA和RNA螺旋形狀可能跟宇宙射線的意外影響相關。宇宙射線是來自深空的高能粒子，這些高能粒子不斷轟擊我們地球。這些暴力粒子是紐約大學高能天體物理學家諾米爾·格洛布斯（NoémieGlobus）的研究對象，格洛布斯也是Flatiron研究所的計算天體物理學中心教授。 -
DNA螺旋方向的右手偏向性,可能跟宇宙射線有關
這些暴力粒子是紐約大學高能天體物理學家諾米爾·格洛布斯（NoémieGlobus）的研究對象，格洛布斯也是Flatiron研究所的計算天體物理學中心教授。但是，直到2018年她成為卡夫利（Kavli）粒子研究所的訪問學者時，在天體物理學和宇宙學領域，她遇到了天體物理學家，史丹福大學研究所前所長羅傑·布蘭福德（Roger Blandford），格洛布斯才對宇宙射線如何影響生命進行了思考。 -
量子電路計算與超導計算,又稱量子退火或量子退相干
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謎團重重,不可思議的超高能宇宙射線
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最新量子「定律」表明，2019年量子計算將超越傳統計算
這條規則始於內部觀察，甚至在今年5月谷歌量子之春研討會上，Neven都沒有提到它。當時他說，量子計算能力正在以相對於傳統計算機的計算能力雙指數增長。量子計算的發展速度可能是第一個。量子計算的雙指數增長是兩個指數因子互相結合的結果。首先，是量子計算的內在優勢，即如果一個量子電路有4個量子比特，那麼經典電路則需要16個普通比特來實現等效的計算能力。 -
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宇宙射線或決定了生物手性
一切要從宇宙射線講起：它是一種以接近光速的速度穿越宇宙，最終撞擊大氣層生成一系列二次粒子的不帶電子的原子核。這些粒子與早期的生物體作用後，就會產生我們如今看到的手性。該理論如果被證實，不僅能解決手性之謎，還能為我們尋找地外生命提供線索。明確地說，我們當然不是第一個將同手性現象與弱相互作用聯繫起來的團隊。 -
這種量子計算平臺,可以在高於1K的溫度中運行了
由於熱產生的振動會干擾量子比特進而影響其工作性能，現有的量子計算平臺需要冷卻至極低溫度。一般來說，平臺需要在約 0.1K（開爾文）即零下 273.05℃的溫度下運行，否則存儲在這些量子比特中的量子信息通常很快就會丟失，而達到這種溫度需要非常昂貴的成本和嚴苛的製冷技術。 -
量子糾纏是一個量子計算需要解決的問題
量子糾纏是一個量子計算需要解決的問題。dancatmull（2018）博士表示，在所有的計算問題中，能利用量子糾纏系統都屬於「超問題」，而非「「非問題」。這意味著,量子計算機不能夠模仿真實世界中的實際數據.事實上，在所有研究的可行性、準確性和可行性方面，沒有一種方法可以被證明可以像模擬神經元那樣模擬量子系統。儘管如此，量子計算正在投入市場。量子計算需要經驗積累。相對來說，大數據存儲的量子系統將需要一個3-5年的正向使用壽命，而小數據量子系統需要6-8年的使用壽命。量子計算需要利用不確定性規則。