在過去三十年中，奧地利因斯布魯克大學開創(chuàng)了構(gòu)建量子計算機的基礎工作。作為歐洲量子技術(shù)旗艦計劃的一部分，因斯布魯克大學物理系研究人員現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)建了一個十分緊湊的離子阱量子計算機的原型機。
“我們的量子計算實驗通常占據(jù) 30—50 平方米的實驗室，”因斯布魯克大學的 Thomas Monz 表示，“我們現(xiàn)在希望在盡可能小的空間進行技術(shù)研究，同時滿足工業(yè)常用的標準。”
新設備旨在表明量子計算機將很快被用于數(shù)據(jù)中心。“我們能夠證明緊湊的設備不一定要犧牲功能才能得到。”因斯布魯克大學研究團隊的 Christian Marciniak 補充道。
圖片：緊湊型量子計算機適合兩個 19 英寸服務器機架。（來源：因斯布魯克大學）
這臺世界上首個緊湊型量子計算機的各個構(gòu)件的尺寸，需隨著量子計算機體積的減小而減小。必須顯著減小。例如，其核心部件，即安裝在真空室內(nèi)的離子阱，只占用了此前所需空間的一小部分。該離子阱由 Alpine Quantum Technologies (AQT) 提供，AQT) 是因斯布魯克大學和奧地利科學院的衍生公司，旨在構(gòu)建商用量子計算機；其他組件由位于耶拿的弗勞恩霍夫應用光學與精密工程研究所和位于德國慕尼黑的精密激光制造商 TOPTICA Photonics 提供。
多達 50 個量子比特
這臺緊湊型量子計算機可以自主運行，并將很快實現(xiàn)在線編程。在構(gòu)建這臺量子計算機過程中，一個特別的挑戰(zhàn)是確保量子計算機的穩(wěn)定性。
據(jù)悉，量子設備是非常敏感的。在實驗室中，需借助精心的措施來保護它們免受外部干擾。令人驚訝的是，因斯布魯克大學的研究團隊成功地將這種質(zhì)量標準應用到了緊湊型量子計算機上，從而確保其安全和不間斷運行。除了穩(wěn)定性之外，量子計算機能否實現(xiàn)商用的決定性因素是可用量子比特的數(shù)量。
對此，在最近的活動中，德國政府設定了初步構(gòu)建具有 24 個完全糾纏的量子比特量子計算原型機的目標。因斯布魯克大學的量子物理學家已經(jīng)實現(xiàn)了這個目標。他們能夠使用新設備單獨控制并成功糾纏多達 24 個量子。
“到明年，我們希望能夠提供具有多達 50 個單獨可控的量子比特的設備。”Thomas Monz 表示。
該項目得到了奧地利科學基金 FWF、研究資助機構(gòu) FFG、歐盟和奧地利工業(yè)聯(lián)合會蒂羅爾等的財政支持。
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