量子计算继续向现实转移 - 新的量子记忆设计

来自达特茅斯学院和悉尼大学的研究人员正在帮助推动量子计算更接近现实,展示了一种在极长时间内以高保真度存储量子态的技术

悉尼大学和达特茅斯学院的研究人员开发出一种设计量子记忆的新方法,使量子计算机更接近现实

结果发表在Nature Communications杂志上

量子计算可以通过提供解决传统计算机过于复杂的问题的方法,以及在代码破坏,材料科学和物理学中的应用,来彻底改变信息处理

但是弄清楚如何设计这样一台机器,包括量子记忆等重要子系统,仍然是难以捉摸的

在全球建立有用的量子计算机的过程中,有效保存量子存储器中量子信息的简单任务是一项重大挑战

使量子计算机具有潜在功能的相同物理特性也使它们可能会遇到错误,即使量子信息只是在内存中空闲存储也是如此

长时间保持量子信息“活着”,同时保持计算机可访问,这是一个关键问题

悉尼 - 达特茅斯团队的研究结果展示了研究界所谓的圣杯的道路:根据他们的计算,以极高的时间,甚至数小时存储高保真的量子态

今天,大多数量子态存活的时间很短

“我们的新方法使我们能够同时实现极低的错误率和非常长的存储时间,”悉尼大学物理学院和ARC中心量子控制实验室主任Michael J. Biercuk博士说

工程量子系统

“但我们的工作还解决了一个至关重要的实际问题 - 提供小的访问延迟,支持按需检索,只需很短的时间就可以提取存储的信息

”该团队的新方法基于在内核层面建立错误恢复能力的技术

量子记忆硬件,达特茅斯物理学教授Lorenza Viola说,他是一位负责量子控制理论工作和达特茅斯量子信息计划的共同资深作者

“我们现在开发了适合控制实用量子存储器的量子'固件',”Biercuk补充道

“但最重要的是,我们已经证明,只要满足某些约束条件,用户可以通过我们的方法确保即使在非常长的时间之后错误也不会超过某个水平

我们为内存建立的条件如广告所述,然后告知系统工程师如何构建高效且有效的量子存储器

我们的方法甚至包含了各种各样的现实实验缺陷

“该研究得到了美国陆军研究办公室,国家科学基金会,情报高级研究项目活动和ARC工程量子系统中心的支持

出版物:Kaveh Khodjasteh等,“Designing a practical high-fidelity long-time quantum memory,”Nature Communications 4,Article number:2045; doi:10.1038 / ncomms3045消息来源:达特茅斯学院图片:Shutterstock在电路板上加速的蓝色电子和模糊灯光

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