该模块使用不同颜色的激光来执行这些任务。一种颜色的光使用一种被称为光泵浦的技术来准备离子，在这个过程中每个量子比特会被照射直到其处于合适的量子能态。在过程结束时这个相同的激光还会帮助读出每个原子性离子的量子态。在这之间，另一个单独的激光会轰击离子以驱动量子逻辑门。
这些逻辑门就像是使普通计算机能够工作的开关和晶体管。在这里，激光推动离子并将其内部量子比特的信息耦合到它们的运动中，从而使模块中的任何两个离子能够通过其强大的电斥力进行相互作用。整个链上的两个离子通过这种相互作用来互相通知对方，就像在“牛顿摆”中抬起和释放其中一个球能够将能量转移到另一边去。
为了测试这个模块，该团队运行了三个不同的量子算法，包括演示量子傅里叶变换(QFT)，其会找出一个给定的数学函数重复的次数有多频繁。这是Shor量子分解算法的一个关键部分，如果其运行在一个足够大的量子计算机上的话，将会破解一些目前在互联网上最广泛使用的安全标准。
其中两个算法成功运行了超过90%的时间，而量子傅里叶变换突破了70%的成功率。该研究团队说，这是由于脉冲整形逻辑门的残余误差以及计算过程中累积的系统误差造成的，这两个误差在根本上都不是无法逾越。他们指出，量子傅里叶变换算法需要所有可能的量子比特对逻辑门，其应该是最复杂的量子计算之一。
该研究团队认为，最终更多的比特——也许多达100个——可以添加到他们的量子计算机模块中。将单独的模块链接在一起也是可能的，无论是通过物理上移动离子还是通过使用光子来在它们之间携带信息。
虽然该模块只有五个量子比特，但是其灵活性使得其能够编写以前从来没有运行过的量子算法，Debnath说。这些研究人员目前正在研究在一个模块上运行具有更多量子比特的算法，包括作为由美国情报先进研究计划(Intelligence Advanced Research Projects Activity,IARPA)资助的一个项目的一部分的量子纠错例程示范。
（责任编辑：fqj）
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