谷歌客岁提出的「量子优越性」，在业界引发了不小的颤动。 究竟，量子运算200秒，相当于地球最强超算100年。 看似远景一片大好。 但是，MIT 比来的一项研讨却给量子计较的成长泼了一盆「冷水」：
要晓得，这类「布景辐射」，可以说是一种布满全部宇宙的电磁辐射。 而且，研讨还登上了近期的 Nature 杂志。
为什么量子计较如此「懦弱」？量子比特（qubits）的完整性是一个关键题目。 量子比特，是量子计较中的逻辑元素，每个量子比特都有一个「奇异的才能」，就是可以处于「量子叠加态」。 这类才能让量子比特可以同时存在2种状态，从而实现了量子版的并行计较。 是以，一台量子计较机如果可以在一个处置器上，扩大包容很多量子比特，那末就会比现在传统的计较机速度要快上很多，而且还能处理更加复杂的题目。 但这一切都取决于量子比特的完整性。换言之，就是取决于它能在叠加态和量子信息丧失之前，可以工作多长时候。 这个进程叫做退相关，终极限制了量子计较机的运转时候。
但比来，MIT 和承平洋西北国家尝试室 （PNNL）的研讨职员却发现，混凝土墙壁中的微量元素，以及宇宙射线发出的低水平、无害的辐射，却会足以引发这类「退相关」现象的发生。 他们首先设想了一个尝试，要做的就是「校准已知辐射水平对超导量子比特的影响」。 为此，他们需要一个已知的放射源，它的放射性既要「慢」，又要「快」。 慢，是指要慢到足以评价根基恒定辐射水平下的影响；快，是指要快得足以在几周内评价一系列辐射水平，直到布景辐射水平。 团队挑选了一种高纯度的铜箔，当表露在高通量的中子下时，铜会发生大量的64Cu（铜-64），这是一种不稳定的同位素，性质方面较为理想。 他们预备了2盘这样的铜片，先照耀了它们几分钟，将其中1盘放在超导量子比特旁，再一路置于稀释制冷机中。 制冷机的温度大约在零下200度左右，而随着64Cu放射性降至一般情况水平，研讨职员丈量出了辐射对量子比特退相关的影响。 作为对照，第2盘铜片的尝试是在常温下停止，也丈量了在这类情况下，辐射与量子比特退相关之间的影响。
他们发现，如果不加以缓和，会把量子比特的性能限制在几毫秒之内（今朝性能较好的可到达200微秒）。 对此，MIT 电气工程和计较机科学副教授 William Oliver 暗示：
墙也挡不住除此之外，研讨职员移除了放射源，并进一步证实将量子比特屏障在情况辐射之外，可以进步相关时候。 为此，研讨职员建立了一个2吨重、可升降的铅砖墙。
在尝试室中，门生们每隔10分钟便按一次按钮，让这个墙上升或下降，这样的操纵延续了几周之久。 这样做的目标，就是在「有防护罩」和「无防护罩」两种情况下，辐射对量子比特的影响。 而成果表白，屏障辐射可以进步量子比特的特征。 但与此同时，研讨职员也暗示：
怎样破？不外，我们也不要对量子计较机过分灰心，研讨职员给出领会决计划：
但转上天下并不是唯一挑选，研讨职员对于若何设想在布景辐射下仍能工作的量子计较装备，提出了自己的看法：
作者先容
△Antti Veps?l?inenAntti 于2018年获得阿尔托大学物理学博士学位，那时首要研讨超导电路中量子态的绝热控制，并研讨了用于超灵敏丈量磁场的简单量子算法。 今朝是 MIT 电子学研讨尝试室博士后，继续研讨超导量子比特。
△Amir KaramlouAmir Karamlou 于2018年结业于 MIT，并获得物理与电子工程及计较机科学学士学位和电子工程与计较机科学硕士学位。 参考链接： https://news.mit.edu/2020/cosmic-rays-limit-quantum-computing-0826 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2619-8 — 完 — 量子位 QbitAI · 头条号签约 关注我们，第一时候获知前沿科技静态 |
微信扫一扫
