新技术让不同编码的量子计算机之间互通信息

科技工作者之家 2017-11-09

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▲科学家开发出一种通信协议,可以让编码不同的量子计算机系统之间相互连接。

通常,量子通讯系统十分脆弱,因此需要一种纠错码来保护量子物质中存储的信息免受量子噪声的破坏。来自奥地利因斯布鲁克大学的一群量子物理学家开发出一种新的协议,用来在未来的量子计算机内部利用不同编码建立的模块——如处理器和内存——之间实现量子信息传输。该研究近期发表在《自然-通讯》杂志上。

未来的量子计算机将能够解决今天的普通计算机所解决不了的问题。然而,由于量子系统对环境噪声十分敏感,虽然理论上噪声影响可控,目前科学家仅能够建立实验性的、小型量子计算机模型。一个降低误码率的方法是把量子信息编码到多个量子对象而非单个量子粒子中,因为逻辑量子位或量子位更耐噪声干扰。最近几年里,理论物理学家开发出一系列的纠错码,并按不同目标加以优化。如今,来自奥地利的三位科学家,诺特里普、布里格尔和弗里斯发现了一种技术,可以在不同编码的系统之间传输量子信息。

未来的量子计算机有可能像今天的计算机一样,由多个组件构成。不同编码的小型量子处理器和存储器目前已经存在。科学家提供的办法是,科学家建议局部修改编码量子比特的特定元素。这个过程也被称为“格子手术”(Lattice surgery),用来耦合系统,如量子处理器和存储器,实现不同组件之间的相互配对。一旦组件被“缝合”在一起,量子信息就可以在存储器和处理器之间实现远程运输。该技术类似于常规计算机的数据总线,可以把量子计算机内部的组件连接起来。

这一机制让我们向量子计算机实用化迈出了新的一步。该研究项目是因斯布鲁克大学“原子、光、粒子专题博士课程框架下进行的,由奥地利科学基金会和坦普尔顿世界慈善基金提供经费。

科界原创

编译:馥莉  编辑:程建兰  张梦

来源:https://scitechdaily.com

量子计算机 协议 因斯布鲁克大学 信息传输

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