今天小编要和大家分享的是可编程逻辑相关信息,接下来我将从可编程离子为通用量子计算机奠定了坚实的基础,时光倒流真能实现?靠量子计算机!这几个方面来介绍。
可编程逻辑相关技术文章可编程离子为通用量子计算机奠定了坚实的基础
(文章来源:光通讯网)
量子计算机在一些棘手的问题上能够保证快速的解决,但是制造大规模的,通用的量子设备是一个充满技术挑战的问题。到目前为止,许多研究小组创建了很多小的但具有功能的量子计算机。通过结合少数几个原子,电子或超导结,研究人员现在能够经常展示量子效应和运行简单的量子算法——致力于解决特定的问题的小程序。
但这些实验室设备往往只能固定运行一个程序或量子成分之间相互作用的有限的固定模式。制造一个可以运行任意算法的量子计算机需要正确的物理系统和一套编程工具。被附近电极的电场限制住的原子性离子是满足这些需求的最有前途的平台之一。
该新模块是建立在几十年来关于捕获和控制离子的研究基础上的。其使用标准的技术,但也引进了新的控制和测量方法。这包括使用一个紧密聚焦的激光束阵列来一次性操纵多个离子,以及提供用于观察每个离子的辉光的检测通道。“这些类型的发现就是国家自然科学基金会物理学前沿中心计划想要支持的,这项工作处在量子计算的前沿,它有助于奠定基础,并使实用量子计算更接近现实。”
该团队用三个已知可以被量子计算机迅速求解的问题的小型实例来测试了他们的模块。具有用不同的问题来测试模块的灵活性是一个重大的进步,Shantanu Debnath说,他是联合量子研究所的研究生以及本论文的第一作者。“通过直接连接任何量子比特对,我们可以重新配置系统来实现任何算法,”Debnath说。“虽然这只是五个量子比特,但是我们知道如何将同样的方法运用到更大的集合中去。”
尽管在该模块的内部还是有一些东西不是量子的:一个数据库存储着驱动量子逻辑门——量子算法的基本单元——的激光脉冲的最佳形状。这些形状是用普通计算机提前计算好的,然后该模块用软件来将算法翻译成数据库中的脉冲。每一个量子算法由三个基本成分组成。首先,量子比特被预设在一个特定的状态;然后,他们经过一系列的量子逻辑门;最后,量子测量提取出算法的输出结果。