IT之家 1 月 15 日消息,美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)攜手瑞典查爾姆斯理工大學,開發(fā)出一種新型“量子冰箱”,能有效冷卻量子比特,為量子計算創(chuàng)造“干凈”的工作空間。
該裝置利用熱量驅(qū)動,自主將目標量子比特冷卻至接近絕對零度的極低溫,從而減少計算錯誤,提升量子計算的可靠性。
為了“擦除”或重置超導量子比特,即把它們恢復(fù)到最低能量狀態(tài),通常需要將它們冷卻至接近絕對零度。傳統(tǒng)上,最佳的重置方式可以達到 40—49 毫開爾文(mK)的溫度。
此次研究團隊實現(xiàn)了更佳成績:將量子比特冷卻至 22mK,顯著減少了初始錯誤,為后續(xù)的計算過程節(jié)省了大量糾錯工作量。
IT之家援引新聞稿報道,該量子冰箱基于超導電路,由三個量子比特構(gòu)成:一個“熱”量子比特提供能量,一個“冷”量子比特充當散熱器,以及一個需要被冷卻的目標量子比特。
在實際的量子計算機中,如果充當“黑板”(chalkboard)的計算量子比特溫度過高,“熱”量子比特將目標量子比特的熱量泵入“冷”量子比特(散熱器),從而冷卻目標量子比特至接近基態(tài),清除計算殘留,為下一次計算做好準備。該過程自動運行,只需極少的外部控制或額外資源,即可維持計算量子比特的計算能力。
這項研究解決了量子計算領(lǐng)域的一大難題 —— 維持量子比特的穩(wěn)定性。通過有效冷卻量子比特至極低溫,量子“冰箱”能最大限度地減少熱量和輻射對量子比特的干擾,從而降低計算錯誤率,為構(gòu)建更可靠的量子計算機奠定了基礎(chǔ)。
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