新研究揭示重新配置的经典计算机有能力超越量子计算机

新研究揭示重新配置的经典计算机有能力超越量子计算机 量子计算被誉为一种在速度和内存使用方面都能超越经典计算的技术，有可能为预测以前不可能预测的物理现象开辟道路。许多人认为，量子计算的出现标志着经典或传统计算模式的转变。传统计算机以数字比特（0 和 1）的形式处理信息，而量子计算机则采用量子比特（量子位），以 0 和 1之间的数值存储量子信息。在某些条件下，这种以量子位处理和存储信息的能力可用于设计量子算法，从而大大超越经典算法。值得注意的是，量子以 0 和 1 之间的数值存储信息的能力使得经典计算机很难完美地模拟量子计算机。然而，量子计算机很不稳定，容易丢失信息。此外，即使可以避免信息丢失，也很难将其转化为经典信息，而经典信息是进行有用计算的必要条件。经典计算机不存在这两个问题。此外，巧妙设计的经典算法可以进一步利用信息丢失和翻译这两个难题，以比以前想象的要少得多的资源模拟量子计算机正如最近发表在《PRX Quantum》杂志上的一篇研究论文所报告的那样。科学家们的研究结果表明，与最先进的量子计算机相比，经典计算可以通过重新配置来执行更快、更精确的计算。这一突破是通过一种算法实现的，这种算法只保留了量子态中存储的部分信息只够精确计算最终结果。纽约大学物理系助理教授、论文作者之一德里斯-塞尔斯（Dries Sels）解释说："这项工作表明，改进计算的潜在途径有很多，包括经典方法和量子方法。此外，我们的工作还凸显了利用容易出错的量子计算机实现量子优势有多么困难。"为了寻求优化经典计算的方法，塞尔斯和他在西蒙斯基金会的同事们把重点放在了一种能忠实呈现量子比特之间相互作用的张量网络上。这些类型的网络出了名的难处理，但该领域的最新进展使得这些网络可以借用统计推理的工具进行优化。作者将该算法的工作与将图像压缩成 JPEG 文件进行了比较，JPEG 文件可以通过消除信息，在几乎感觉不到图像质量损失的情况下，使用更少的空间来存储大型图像。"为张量网络选择不同的结构，就相当于选择不同的压缩形式，就像为图像选择不同的格式，"领导该项目的 Flatiron 研究所约瑟夫-廷德尔（Joseph Tindall）说。"我们正在成功开发用于处理各种不同张量网络的工具。这项工作反映了这一点，我们相信，我们很快就会进一步提高量子计算的标准。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

量子计算机有第3种方式,日本走在前列

量子计算机有第3种方式,日本走在前列 在量子计算机的开发竞争舞台上，“第3种方式”正在迅速浮出水面。那就是被称为“冷原子型”的技术，采用冷却至极低温度的原子。与其他方式不同，日本的研发团队走在世界的前列。这种方式在日本政府研发计划中的比重近年来提升，或将成为日本推进量子计算机实用化的开发战略的关键。 在位于爱知县冈崎市的自然科学研究机构分子科学研究所，教授大森贤治的研究室里，实验装置的显示屏上规则地纵横排列的颗粒闪闪发光。显示出冷却至极低温度、已停止运动的一个个金属原子（铷）在真空容器当中浮游的情形。 冷原子量子计算机把像这样排列的一个个原子用作处理量子计算的“量子位”。研发团队利用这个实验装置实现了400个量子位，大幅超过现有量子计算机上实现的量子位数量。大森贤治教授表示，“到1～2年后将轻松增至1000个量子位。从原理上讲可增至1万个量子位”。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

物理学家创下原子量子计算机世界纪录：实现超过1000量子位

物理学家创下原子量子计算机世界纪录：实现超过1000量子位 扩大量子系统的规模对于推进量子计算至关重要，因为系统越大，其优势就越明显。达姆施塔特工业大学的研究人员在实现这一目标方面取得了重大进展。他们的研究成果现已发表在著名期刊《光学》（Optica）上。基于二维光镊阵列的量子处理器是开发量子计算和模拟的最有前途的技术之一，可在未来实现非常有益的应用。从药物开发到优化交通流的各种应用都将受益于这项技术。迄今为止，这些处理器已经能够容纳几百个单原子量子系统，其中每个原子代表一个量子比特或量子比特，是量子信息的基本单位。为了取得进一步的进展，有必要增加处理器中量子比特的数量。达姆施塔特工业大学物理系"原子-光子-量子"研究小组的格哈德-伯克尔（Gerhard Birkl）教授领导的团队现已实现了这一目标。在 2023 年 10 月初首次发表在 arXiv 预印本服务器上、现在又经过科学同行评审发表在著名期刊《光学》（Optica）上的研究文章中，该团队报告了世界上首次成功实现在一个平面上包含 1000 多个原子量子比特的量子处理架构的实验。Birkl 谈到他们的成果时说："我们非常高兴能够率先突破 1,000 个可单独控制的原子量子比特的大关，因为还有很多其他优秀的竞争对手紧随其后。"研究人员在实验中证明，他们将最新的量子光学方法与先进的微光学技术相结合的方法使他们能够大大提高目前对可访问量子比特数量的限制。这是通过引入"量子比特增殖"的新方法实现的。这种方法使他们克服了激光器性能有限对可用量子比特数量的限制。1305个单原子量子比特被装载到一个具有3000个陷阱位点的量子阵列中，并重新组装成具有多达441个量子比特的无缺陷目标结构。通过并行使用多个激光源，这一概念突破了迄今为止几乎无法逾越的技术界限。对于许多不同的应用来说，1000 量子比特被视为一个临界值，量子计算机所承诺的效率提升可以在这个临界值上得到首次展示。因此，世界各地的研究人员一直在为率先突破这一门槛而努力。最近发表的研究成果表明，对于原子量子比特，Birkl 教授领导的研究小组在世界范围内首次实现了这一突破。该科学出版物还介绍了激光源数量的进一步增加将如何在短短几年内使量子比特数量达到 10000 甚至更多。编译来源：ScitechDailyDOI: doi:10.1364/OPTICA.513551 ... PC版： 手机版：

俄拟制造三种不同的50量子位量子计算机

俄拟制造三种不同的50量子位量子计算机 俄罗斯量子中心共同创建人、俄国家原子能集团总裁顾问鲁斯兰·尤努索夫称，俄罗斯可能会在今年年底前制造出三台不同的50量子位量子计算机。尤努索夫说：“到今年年底，我们计划在原子平台上实现50个量子位。我们可能还会展示另一台基于离子平台的替代计算机，同样是50个量子位。也就是说，如果一切顺利，今年年底俄罗斯将拥有三台50个量子位的量子计算机，甚至可能更多。”他补充道：“当我们在2020年开始制定量子计算路线图时，我们就明确表示，世界上有几种领先的平台可以用来构建量子计算机。这些平台包括超导体、原子、离子和光子。还有其他平台，但没有人知道哪一个更好，因此至少要专注于主要的这几个。” 俄新社-电报频道- #娟姐新闻:@juanjienews

SQC宣布推出世界首个原子级量子集成电路

SQC宣布推出世界首个原子级量子集成电路 当地时间6月23日，澳大利亚硅量子计算公司SQC宣布制造出世界上第一个原子级量子集成电路。目前，SQC团队已经使用原子级量子集成电路，精确地模拟了一个小型有机聚乙炔分子的量子态，这将有助于发现和制造新材料。 聚乙炔是一种聚合物材料，其结构包括单双键交替的共轭结构，目前可用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。相关成果论文6月22日发表在《自然》(Nature)。 澎湃新闻

新南威尔士大学实现以四种不同方式将数据写入单个原子

新南威尔士大学实现以四种不同方式将数据写入单个原子 传统计算机能以 0 或 1 的形式处理和存储信息，而量子计算机则能以 0 或 1 的形式处理和存储信息，并同时处理和存储两者的叠加。随着量子比特（量子比特）的增加，量子计算机的处理能力将呈指数级增长，从而使它们能够解决对普通计算机来说过于复杂的问题。问题是，操纵这些量子比特可能很棘手，尤其是当量子计算机开始使用越来越多的量子比特时。但现在，悉尼新南威尔士大学（UNSW）的科学家们展示了如何根据每次的需要，以四种不同的方式将数据写入量子比特（这里指的是单个原子）。这种原子是一种叫做锑的元素，它可以被植入硅芯片中，取代其中的一个硅原子。之所以选择这种重原子，是因为它的原子核已经包含了八个独立的量子态，可以用来编码量子数据。此外，它的电子本身也有两个量子态，这就使锑原子中的量子态总数增加了一倍，达到了 16 个（原来的 8 个量子态中的每一个，都与电子的两个量子态依次配对）。如果使用其他材料来制造一台具有 16 种状态的量子计算机，则需要四个耦合在一起的量子比特。不过，这项研究的真正突破在于研究小组如何利用四种不同的方法来操纵原子上的数据。通过振荡磁场可以控制电子。磁共振方法，如核磁共振成像仪中使用的方法，可以操纵原子核的自旋。电场也可以用来控制原子核。最后，一种被称为"翻转位"的技术可以在电场的帮助下控制原子核和电子。研究小组表示，这项研究将有助于使量子计算机变得更"密集"，在更小的空间中容纳更多的量子比特。这项研究的第一作者安德烈亚-莫雷罗教授说："我们正在投资一项更难、更慢的技术，但原因非常好，其中之一就是它能够处理的信息密度极高。在1平方毫米内有 2500 万个原子是很好的，但必须一个接一个地控制它们。我们可以灵活地利用磁场、电场或它们的任何组合来控制原子，这将为我们在扩大系统规模时提供很多选择。"下一步，研究小组计划利用这些原子对逻辑量子比特进行编码，最终为更实用的量子计算机铺平道路。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版： 手机版：