微软宣布了量子计算机新进展 在一段导线中实现了“半电子”状态(2)
时间:2018-04-03 08:49 来源:互联网 作者:青一哥 点击:次
从理论上来说,任何量子计算都至少需要四个马约拉纳费米子才能完成。假设四个马约拉纳费米子分别位于字母H的四个角上,中间由两根特殊导线相连。假如先将顶端的两个马约拉纳费米子交换,再将侧边的两个马约拉纳费米子交换,测量结果将不同于“先进行侧边交换”取得的结果。 这个交换的动作名为“编结”(braiding),相当于上文中将黑匣子里的硬币绑在一起。之所以必须遵循非阿贝尔统计,是因为物理法则默认每个粒子都是完全相同的,因此假如这套系统应用的是常规电子,将它们进行交换并不会保留此前动作的任何信息。但这些马约拉纳费米子具有非阿贝尔特性,意味着它们能够保留之前动作的“记忆”。这样一来,我们就可以把不同的量子比特分辨开来,并利用它们进行运算。 研究人员尚未在实验中验证编结过程。但微软量子副总裁托德·霍姆达尔(Todd Holmdahl)此前曾表示,他们预期在一年之内做出这一发现。 库文霍万指出,这些拓补量子比特目前还不具备其它量子比特的全部功能。假如把两种量子状态的所有可能组合视作球面上的若干点,上述交换运算暂时还无法覆盖所有的点。不过库文霍万暗示道:“我们已经有了一个计划。” 未参与此次研究的物理学家也对此感到兴奋不已。“我认为这篇论文意义重大。”伊利诺伊大学香槟分校物理学副教授史密莎·维西韦希瓦拉(Smitha Vishveshwara)表示。她认为“编结”听上去有些疯狂,或者说离经叛道:“很多进展还是要落实到位。但每当一项新进展得到验证,都十分令人激动。” 她对物理学本身的发展也感到同样激动。“马约拉纳粒子”原本是一种仅存在于理论中的粒子,作为自身的反粒子存在于自由空间中。科学家尚未在“空白空间”中发现这种粒子,不过在此类系统中找到它们的“模拟版本”也很有意思。 微软已经投资数百万美元,希望在经过精密设计的系统中发现新的物理原理,帮助自己研发的量子计算机成功运行。这在某种程度上解释了为何微软尚未研发出有效的成对量子比特,尽管该公司同时还在开展硬件研发,以及面向使用者的、使用编程语言的研发工具包。 微软相信,假如一切按计划进行、并且顺利运行,他们将拥有全世界最强大的量子比特,很快就能追上其它竞争对手。“我们的量子比特比其它公司稳定得多,” 茱莉·拉弗指出,“如果要建房子,砖块就足够了;但要搭建摩天大楼,就得用我们钢铁般坚固的量子比特才行。” (责任编辑:admin) |




