量子計算新進展:中國學者實現20個超導量子比特糾纏

2020-11-24 新華網客戶端

　　新華社杭州8月9日電（記者 朱涵）由浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等機構組成的聯合團隊開發出一款具有20個超導量子比特的量子晶片，並成功實現全局糾纏，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。這一量子計算新進展於8月9日發表於《科學》雜誌。

　　記者在浙江大學藉助顯微鏡看見，超導量子比特晶片的大小約為1平方釐米，20個量子比特均勻分布於中心諧振腔的周邊，猶如由中心樞紐貫通的各個支路。

　　據了解，這是浙江大學超導量子計算和量子模擬團隊的實驗室迭代的第四代電路設計方案，目標是讓任意兩個量子比特之間都能進行直接「溝通」，實現全局糾纏。全局糾纏，是讓所有量子比特協同起來參與工作，量子操縱是量子計算的技術制高點，而實現全局糾纏是檢驗操縱是否成功的標誌。

　　研究人員表示，計算機使用「0」和「1」進行信息存儲與處理。在經典計算機裡，一個比特就如一個普通開關，或0或1。量子計算機由於量子糾纏與疊加特性，一個量子比特可以同時代表0和1。「想像一枚擺在桌上靜止的硬幣，你只能看到它的正面或背面；當你把它快速旋轉起來，你看到的既是正面，又是背面。於是，一臺量子計算機就像許多硬幣同時翩翩起舞。」研究人員說。

　　在實驗室控制條件下，研究人員在短短187納秒內（人眨一下眼所需時間的百萬分之一），捕捉到了20個人造原子從「起跑」時的相干態，歷經多次變身，最終形成同時存在兩種相反狀態的糾纏態。操控這些量子比特生成全局糾纏態，標誌著團隊能夠真正調動起這些量子比特。

　　量子比特數是衡量量子計算機性能的重要指標之一。有研究認為，一旦量子比特數達到50以上，就能在處理某些特定問題時展現超越超級計算機的運算能力。「我們的晶片擁有一個顯著特點，那就是所有比特之間都能夠進行相互連接，這能夠提升量子晶片的運行效率，也是我們能夠率先實現20比特糾纏的重要原因之一。」 研究人員介紹道。

相關焦點

  • 中國學者研發出具有20個超導量子比特的量子晶片,成功實現全局糾纏
    中國學者研發出具有20個超導量子比特的量子晶片，成功實現全局糾纏  Emma Chou • 2019-08-10 09:56
  • 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。
  • 中國學者開發出具有20個超導量子比特量子晶片
    中國學者開發出具有20個超導量子比特的量子晶片近日，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記錄。這一進展今天發表於美國《科學》雜誌。
  • Science: 20個超導量子比特的薛丁格貓態糾纏
    量子計算的成功依賴於糾纏比特的規模，然而在實驗上利用糾纏進行量子計算需要面對兩個至關重要的問題：（1）對糾纏比特的量子調控（隨著糾纏比特增加其操作難度將越來越大），（2）受退相干的影響，完成量子門操作的時間要在量子退相干之前。（意味著我們要延長量子比特的退相干時間）。
  • 中國學者開發出具有20個超導量子比特的量子晶片
    近日，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記錄。這一進展今天發表於美國《科學》雜誌。
  • 中國學者刷新多比特量子糾纏態世界紀錄!
    全球頂級學術期刊《Science》（科學）2019年8月9日最新一期刊登了中國學者在量子計算研究中的新進展，題為《Generation of multicomponent atomic Schrödinger cat states of up to 20 qubits》。
  • 未來暢想：如何實現100萬個量子比特的糾纏和量子計算
    本期墨子沙龍邀請陸朝陽教授為客串編輯，構思了一個腦洞大開的提問：「如何實現一百萬個量子比特的糾纏和量子計算」，並邀請了正在三個不同物理體系（光子、超冷原子、超導線路）從事研究的幾位青年研究人員一起討論和回答。
  • 我國成功研製24個超導量子比特處理器,「量子之父」再建奇功!
    如今他在量子通訊方面又有了新的突破，由中國科學技術大學潘建偉、朱曉波、鵬承志等組成的超導量子實驗團隊，聯合中國科學院物理研究所範桁理論小組，在超導量子計算實驗領域取得重要進展，在一個集成了24個量子比特的超導量子處理器上，通過對超過20個超導量子比特的高精度想幹調控，實現了Bose-Hubbard 梯子模型多體量子系統的模擬。
  • 未來暢想:如何實現100萬個量子比特的糾纏和量子計算
    本期墨子沙龍邀請陸朝陽教授為客串編輯，構思了一個腦洞大開的提問：「如何實現一百萬個量子比特的糾纏和量子計算」，並邀請了正在三個不同物理體系（光子、超冷原子、超導線路）從事研究的幾位青年研究人員一起討論和回答。 目前，科學家們基於各種不同的物理體系和不同的途徑開展了量子計算的研究。
  • 為中國科學家自豪,世界首次實現二十個超導量子比特量子晶片問世
    一旦實現量子計算機的突破，那麼我們的科學技術將會產生巨大的飛躍。近期中國科學家在量子計算機研究方面取得了全新的進步，他們的研究發現創造了世界的第一，也標誌著中國的量子計算機技術開始領先於全世界，這對於中國社會來說是一個很大的促進作用。這次研究是我國浙江大學、中科院物理所的科學家團隊，以及其他一些中國科研機構！
  • 20超導量子比特薛丁格貓態製備獲進展
    近期，由浙江大學王浩華課題組與中國科學院物理研究所範桁、鄭東寧課題組所組成的超導量子計算團隊，在長期合作的基礎上，最近又與中科院自動化研究所、北京計算科學研究中心等國內單位密切合作，在超導多量子比特糾纏態的製備方面取得新進展。
  • 超導量子比特晶片特點是什麼 量子計算機研發是熱點
    超導量子比特晶片特點是什麼 量子計算機研發是熱點　　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。這一進展8月9日發表於美國《科學》雜誌。
  • 我國學者提出實現量子糾纏新方法
    新華社杭州1月23日電（記者朱涵）浙江大學和中國科學技術大學的學者聯合中美多個研究團隊，首次在人工量子系統中合成了反對稱自旋交換作用，演示了利用「手徵自旋態」製備量子糾纏的新方法。這項研究於22日發表於《自然·物理》雜誌。　　「手徵性是指物體和它的鏡像不能重疊。
  • 超導量子比特晶片 量子相關概念股一覽
    隨著科學的發展，在我們的生活中有越來越多的新研究出現了，像是近日有一款超導量子比特晶片出現了，這也刷新了世界記錄。那麼這超導量子比特晶片具體什麼情況？量子相關概念股有哪些呢？不同的人選股的方式可能會有所差異，我們一起來了解一下這量子相關概念股一覽表吧！20個超導量子比特糾纏由浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等機構組成的聯合團隊開發出一款具有20個超導量子比特的量子晶片，並成功實現全局糾纏，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。
  • 中國科大潘建偉團隊實現18個量子比特糾纏,再度刷新世界紀錄
    昨天，中國科學家又刷新一項世界紀錄！中國科大潘建偉和陸朝陽領銜的團隊宣布，成功將量子糾纏的比特數提升到了 18 位。他們以 6 光子系統為基礎，利用光子的 3 個自由度，推出了 18 位量子比特的量子糾纏系統。
  • 超導量子計算在強關聯糾纏體系的量子隨機行走實驗研究中取得重要...
    中國科學技術大學潘建偉、朱曉波和彭承志等組成的超導量子實驗團隊，聯合中國科學院物理研究所範桁等理論小組，開創性地將超導量子比特應用到量子隨機行走的研究中。該工作將對未來多體物理現象的模擬以及利用量子隨機行走進行通用量子計算研究產生重要影響。這一重要研究成果於5月2日在線發表在國際權威學術期刊《科學》上。
  • 中科大首次實現18個光量子比特的糾纏 量子計算時代更近了
    5光量子比特糾纏、6光量子比特糾纏、8光量子比特糾纏、10光量子比特糾纏，18光量子比特糾纏…… 　　在位於中國科技大學東區理化大樓中編號為「01003」的實驗室內，密布著錯綜複雜的管線及各類光學和電子設備，中科大教授潘建偉和他的團隊在這裡不斷攻關，刷新著光量子比特糾纏數目的世界紀錄。
  • 浙大學者助力中國躋身世界量子計算第一梯隊!
    ，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記錄。經過近兩年時間的器件設計與製備、實驗測控及數據處理，由中國學者組成的聯合團隊成功將糾纏的比特數目推進到20。
  • 強關聯糾纏體系的量子隨機遊走研究獲進展
    中國科學技術大學潘建偉、朱曉波和彭承志等組成的超導量子實驗團隊，聯合中國科學院物理研究所範桁等理論小組，開創性地將超導量子比特應用到量子隨機行走的研究中。該工作將對未來多體物理現象的模擬以及利用量子隨機行走進行通用量子計算研究產生重要影響。這一研究成果於5月2日在線發表在國際學術期刊《科學》上。
  • 中國量子晶片突破!為什麼讓全世界為之震撼?
    據全球頂級科技雜誌，美國《科學》（Science）雜誌報導，中國學者開發出具有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。這項成果由浙江大學、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通力合作完成。