IBM開發超導芯片：量子物理解決實際問題
2015-06-27 08:56:07 雷鋒網
IBM日前開發出了一款超導芯片，并向人們表明了他們在利用量子物理學的理論來建立計算機處理器上邁出了重要一步。如果IBM開發成功，量子計算機可以有效地通過大量的運算，讓如今面臨困境的電腦運算走上一條“高速公路”。
研究人員認為，制造一臺實用的量子計算機的最佳途徑之一就要涉及到創建數百個或數千個量子比特構成的格柵共同工作。IBM制造的芯片電路是由金屬制成的，當冷卻到極低的溫度時會變成超導體。芯片中僅有一小部分是在絕對零度以上運行。
IBM 的芯片僅包含最簡單的格柵，四個量子比特按照二對二排列。但此前研究人員曾表示只有當排成一條線，量子比特才能一起運行。不同于傳統的二進制位，一個量子比特可以輸入一個“疊加狀態”，其中0和1是同時有效。當在該狀態下的量子比特一起工作，就可以完成對于傳統的硬件而言不可能完成的復雜的計算。 美國航空航天局（NASA）、微軟、IBM和美國政府都在研究這種技術。
有 不同的方式制造量子比特，而像是IBM所采用的超導電路是最有發展前景的一種方式。然而，所有的量子比特都會遭受的問題是，他們用來表示數據的量子效應很 容易受到干擾。目前的大部分工作主要集中在小部分量子比特在發生錯誤時可以檢測到這些錯誤，從而使研究人員可以圍繞其展開工作或糾正。
今年早些時候，加利福尼亞州圣巴巴拉分校的研究人員和谷歌公司共同宣布，他們已經做了一個由九個超導量子比特排列在一條線上的芯片。位于該系統中的一些量子比特可以在同類設備遭受到比特翻轉的錯誤類型時，及時監測到錯誤。
然而，量子比特也會遭受到第二種類型的錯誤——相位翻轉，也就是其中一個量子比特的疊加態變得扭曲。
今天發表的一篇論文詳細介紹了IBM芯片中的四個量子比特排列成正方形時，可以檢測比特翻轉和相位翻轉。一對量子比特是由另一對量子比特進行錯誤檢查。其中一對量子比特查找比特翻轉的錯誤，另一對則是查找相位翻轉。
