據物(wù)理學(xué)家組織網1月15日(北京時間)報道,耶魯大學研究人員成功開發出一種新(xīn)方法,既可以(yǐ)觀察量子信息,同(tóng)時還能保持(chí)其完整性,這將給量子力學研究提供更大的控製權,以糾正隨(suí)機錯(cuò)誤,並將極大地提升量子計算機的發展前景。該(gāi)研究結果發表在(zài)最新(xīn)一期(qī)《科學》雜誌上。
耶魯大學應用物理與物理研究教授米歇爾和主要研究者弗雷德裏克說:“盯著一個理論公式(shì)是一回事,能夠真正控製一個量子對(duì)象是另一回事。這項實驗是量子計算過程中必不可少的一次彩排,可以真正積(jī)極地理解量(liàng)子力學。”
在(zài)量子係統中,信(xìn)息是由量子比特(tè)來(lái)存儲的。量子比特(tè)可以假定為“0”或“1”兩(liǎng)個狀態,這兩個狀態在同一時刻是疊加的。正確認識、解釋和跟蹤它們的狀態對於量子計算非常必要。但通常情況下,監視量子比特會損害其信息內(nèi)容。
新開(kāi)發的這(zhè)種非破壞性的測量係統可以觀察、跟蹤和記錄一個量子位所有狀態的變化,同時保持量(liàng)子比特的信(xìn)息價值。研究人員說,原則上,這將允許其監視量子比(bǐ)特的狀態,以糾正隨機錯(cuò)誤(wù)。
米歇爾說:“具有與量子(zǐ)比特對話的能力(lì),並且聽到它在告(gào)訴你什麽(me),這就是關鍵所在。量子計算機一個主要問題是量子比特存儲的信息‘壽命’有限,並持續衰減,所以必須予以糾正(zhèng)。”
弗雷(léi)德裏克說:“隻(zhī)要你知道過程中發生了什(shí)麽錯誤,就可以修(xiū)正。這些錯誤基本上是可以撤消的。”
該研究團隊現在可以成功地測量一個量子(zǐ)比(bǐ)特(tè),未來麵臨的挑戰是一次測量和控製更多的量子比特。他們正在開發基於此目的的超高速數字電子技(jì)術。
總編輯圈點:
薛定諤(è)那隻既死又活的貓,生動地詮釋了量子世界的奇妙之處:量子時刻(kè)處於“0”和“1”兩個狀態,而(ér)你對(duì)單個量子狀態的任何“窺(kuī)探”都將改變其(qí)狀態。科學家(jiā)的新發現如果確實是針對單個量子比特,那麽無疑是量子物(wù)理領(lǐng)域的一大突破。它在為更精確的量子計算提供測量(liàng)基礎(chǔ)的同時,也為量子密碼(mǎ)領域的研究人員提出新的挑戰:依靠量子狀(zhuàng)態不可測來杜絕量(liàng)子通信被偷窺的方法,或許要更新了。
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