威斯康星大學麥迪遜分校及其行業(yè)合作伙伴首次在中性原子量子計算機上運行量子算法

北京時間4月21日消息（余予）從芝加哥量子交易所（CQE）獲悉，威斯康星大學麥迪遜分校及其行業(yè)合作伙伴取得一項新成就，首次在冷原子量子計算機上成功運行量子算法。

薩夫曼實驗室量子計算機的核心組件。實用的量子計算機可以解決普通計算機無法解決的復雜問題。 （由薩夫曼實驗室提供。）

發(fā)生了什么事？

一項產(chǎn)學合作首次在一種被稱為冷原子量子計算機的量子計算機上成功運行了量子算法。威斯康星大學麥迪遜分校、ColdQuanta和Riverlane的科學家團隊取得的這一成就使量子計算更接近用于現(xiàn)實世界的應用。

為什么它很重要？

實用的量子計算機可以解決經(jīng)典計算機無法解決的復雜問題，即所謂的算法。這可能對許多應用有利，例如物流、藥物發(fā)現(xiàn)和量子過程的計算建模。

在冷原子式計算機上運行量子算法是證明了之一方法的可行性。

威斯康星大學麥迪遜分校物理學教授、威斯康星量子研究所所長、ColdQuanta量子信息首席科學家Mark Saffman表示“現(xiàn)在有一場建立有用的量子計算機的競賽，為此有幾種不同的方法在開發(fā)中。冷原子量子比特是正在積極開發(fā)的五種方法之一，本文首次展示了使用冷原子量子比特運行量子電路和量子算法的能力。”

細節(jié)

由Saffman領(lǐng)導的團隊4月20日在《自然》雜志發(fā)表的一項研究中展示了兩項關(guān)鍵成就。

6個具有長壽命的中性原子糾纏在一起。

以前的中性原子量子計算機使用的是壽命較短的原子。“我們的方法的一個好處是其擁有壽命更長的狀態(tài)，”威斯康星大學麥迪遜分?？茖W家、該研究的主要作者Trent Graham表示，“研究表明，我們在這些狀態(tài)下保持相干性的時間大約為毫秒，而在先前演示的狀態(tài)中，它的衰減速度要快三到四百倍。”

在他們的量子計算機上成功運行了兩個量子算法。第一個是量子相位估計算法，它是測量原子分子能量的化學中的一個常見問題。第二個是被稱為MaxCut的策略問題，它應用于物流部署和模式識別。

這種方法中使用的中性原子量子比特的一個優(yōu)點是它們不會自然地相互作用，因此更容易控制它們的“開啟”或“關(guān)閉”。

合作是團隊成功的關(guān)鍵。UW-Madison小組構(gòu)思并完成了大部分工作，ColdQuanta工程師與UW團隊合作設計并制造了量子計算機的關(guān)鍵子系統(tǒng)，Riverlane工作人員則為電路設計、優(yōu)化和模擬做出了貢獻。

抓住了什么？

量子算法非?；A(chǔ)。但這項工作表明，超越傳統(tǒng)計算機的量子計算機即將出現(xiàn)。

“這些都是非常簡單的計算，但隨著電路深度越來越高和量子比特越來越多，實際上有可能達到經(jīng)典計算機無法輕易計算這些問題的狀態(tài)。”威斯康星大學麥迪遜分校的量子科學家、該研究的主要作者Trent Graham表示。

與其他類別的量子計算機一樣，該團隊的計算機沒有糾錯機制。

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