我科学家实现室温固态可编程量子处理器

2019年02月01日08:27  来源:科技日报
 
原标题:我科学家实现室温固态可编程量子处理器

   记者从中国科学技术大学获悉,该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室,首次在室温大气条件下实现基于固态自旋体系的可编程量子处理器。研究成果日前发表在《NPJ量子信息》上。

  量子计算利用量子叠加性,能够有效处理经典计算科学中许多难以解决的问题。但目前绝大多数量子计算实验仅仅被设计来运行特定的量子算法,如果要执行新的量子算法,往往需要重新配置量子计算的硬件。可编程量子计算概念的提出就是用来解决这一问题的,它能够在不改变硬件的前提下,仅需要配置这些量子处理器的若干参数就可以实现各种不同的量子算法。由于室温固态体系中的量子比特通常面临嘈杂的噪声,其量子相干性非常容易受到破坏,因此在室温固态体系中开展可编程量子计算演示仍然是一项艰巨的挑战。

  课题组利用金刚石中的电子自旋与核自旋作为两量子比特体系,首次实现了室温固态自旋可编程量子处理器。研究人员利用绿色激光脉冲实现该量子处理器的初始化和读出功能,并利用一系列高精度的微波与射频脉冲序列来执行量子算法。他们设计了一类普适量子线路,将一系列量子算法的执行转化成为相应的微波和射频脉冲的幅度和相位参数。对于用户而言,仅需要对这一系列参数进行有效配置,就可以完成多种量子算法,避免了繁琐而且昂贵的硬件重新配置。

  该工作展示了可编程量子处理器的灵活性,向构筑室温固态量子计算迈出了重要一步。(记者吴长锋)

(责编:郝孟佳、吴亚雄)

推荐阅读

中国航天:星舞九天“一线牵” 天高地迥,觉宇宙之无穷。在这颗蓝色星球上,人类对浩渺无垠的宇宙充满好奇。随着现代航天科技的发展,人类对宇宙空间的探索能力日渐增强。中国嫦娥四号在奔月旅途中,将首次在月球背面着陆,讲述地球近邻不为人知的“另一面”的故事。 【详细】

中国人来到了太空11月上旬的珠海航展期间,首次对外公开亮相的中国空间站核心舱展区迎来了一位特殊的观众,他就是航天英雄杨利伟。2003年10月15日,杨利伟肩负着祖国和人民的重托出征,去探索太空。当指挥员倒计时口令传来时,杨利伟情不自禁地举起右手,向祖国和人民敬了个庄严的军礼。【详细】