量子門疊加態首次在實驗室實現 有望為全新量子計算建立理論基礎
2015-08-13 22:19:07 中國科技網量子門疊加態首次在實驗室實現
有望為全新量子計算建立理論基礎
科技日報北京8月12日電 （記者聶翠蓉）奧地利物理學家成功在實驗室將兩個邏輯門疊加構建出全新量子計算機模型，能比標準量子計算機更高效地完成量子計算任務。新研究有望為全新量子計算建立理論基礎，并設計出計算速度更快的量子計算機。
雖然量子力學理論中還有諸多未解之謎，但許多量子現象已經得到驗證并運用于多個領域：從超安全通訊到尋找現有通訊的安全漏洞，從模擬復雜量子系統到為大型方程組尋找答案，等等。而這些運用中，最激動人心的技術當屬量子計算機。
量子邏輯門是量子計算機的基本單元，而構建足夠多的量子門來實現量子計算又很困難。常用量子計算中，量子邏輯門按照一種特定順序排列，即一個邏輯門只能在另一個邏輯門的前面。而新研究卻實現了量子邏輯門的疊加，它們可以同時按多種序列相互作用，這將大大減少某些量子計算中量子邏輯門的數量。
據物理學家組織網11日報道，菲利普·瓦特領導的奧地利科學院和維也納大學物理學家團隊設計了一個實驗，將兩個邏輯門運用到單光子電路中，結果發現，兩個邏輯門并不是按照你先我后的單一順序進行量子運算，而是同時以兩個順序，即邏輯門A在邏輯門B之前和邏輯門B在邏輯門A之前兩個邏輯序列發揮作用。如果加入更多的邏輯門，則會同時形成更多的邏輯序列疊加態，比以前的量子計算更快更高效。
這是科學家首次在實驗室實現量子門的疊加態，實驗還同時證明了一種全新的更加高效的量子計算方式。即將在《自然·通訊》雜志上發表的這一最新研究為未來創建全新的量子計算機開啟了一扇大門。
研究發現，不僅量子態可以疊加，量子門也能疊加。維也納大學的瓦特成功實現兩個量子門A和B的疊加，這樣形成的無序性量子計算機比單序列量子計算機效率更高。
