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量子计算

物理学家开发算法以进行更高效的量子计算

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量子计算是社会上可用的最强大的工具之一,具有解决经典计算机无法处理的许多极为复杂的问题的潜力。但是,为了实现最强大 量子计算机,则需要提高效率。

萨塞克斯大学的量子物理学家正在解决这个效率问题。他们创建了一种新算法,可以提高当前正在开发的量子计算机中计算速度。该算法提供了一种在量子计算机周围路由离子的新方法,从而提高了计算效率。 

研究报告中详细介绍了“路由算法”全局连接的阱离子量子计算机的高效量子位路由”,已发表在杂志上 先进的量子技术。

该团队由Winfried Hensinger教授领导,包括Mark Webber,Steven Haerbert博士和Sebastian Weidt博士。 

Hensinger和Webber最近成立了自己的公司Universal Quantum。其目标是建立首个大规模量子计算机,并 各种高级科技投资者都表达了兴趣

路由算法

路由算法通过调节量子计算机中的通信量来工作,从而可以长距离物理传输量子比特。这允许量子位与其他位相互作用,并且数据能够在量子计算机内有效地移动而不会发生阻塞。 

量子计算机的基本方面之一是用于处理信息的量子位或量子位。该团队首先分析了一个“陷阱离子”量子计算机,该计算机由带电荷原子的硅微芯片组成。这些带电的原子或离子悬浮在微芯片的表面上方,并用于存储数据。每个离子都可以容纳一个量子位的信息。

为了在这种类型的量子计算机上进行计算,需要移动离子。量子计算机的功能取决于这种计算机能够快速高效地运行。

超导与陷阱离子

在量子计算领域中使用了两种主要设备:超导设备和捕获离子设备。 

超导设备被IBM和Google等一些知名公司使用,而被困的离子设备被苏塞克斯大学和其他公司的团队所使用。 

超导量子计算机依赖静止的量子位,大多数情况下,它们只能与彼此相邻的量子位相互作用。为了使计算在彼此不直接相邻的量子位之间进行,需要通过一串相邻的量子位进行通信。 

随着信息从一个量子位移动到另一个量子位,依此类推,链越长,信息越容易损坏。因此,研究小组认为超导量子计算机的计算能力有限。 

由于这些限制,该团队选择为捕获离子体系结构开发新的路由算法。测量短期量子计算机计算能力的当前方法是“量子体积”,该团队能够使用该模型将其模型与超导模型进行比较。 

研究小组发现,他们的俘获离子模型比超导量子位更一致且性能更好,这是由于他们的算法允许量子位直接与更多的量子位相互作用。此方法导致更高的预期计算能力。 

“我们现在可以预测我们正在构建的量子计算机的计算能力。 Webber说:“我们的研究表明捕获离子设备的根本优势,而新的路由算法将使我们能够最大化早期量子计算机的性能。” 

根据Hensinger的说法,“的确,这项工作是构建可解决现实问题的实用量子计算机的又一块垫脚石。”

 

亚历克斯·麦克法兰(Alex McFarland)是一位历史学家和新闻工作者,报道了人工智能的最新发展。