2014年04月30日13:32
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美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)开发出了利用5个量子位(qubit)的冯·诺依曼型量子计算机用处理器。相关论文已发表在2014年4月23日的学术期刊《Nature》在线版上。在安装有“Surface Code”量子计算机纠错技术的处理器中,这是使用量子位最多的一例。此前的纪录是IBM公司在不久前召开的学会上发表的4个量子位。
此次开发的量子处理器。十字形元件为量子位“Xmon”。(照片由Erik Lucero提供)
5个量子位的控制(图片由UCSB提供)
UCSB此次自主设计了“Transmon”型量子位,并配置为5个排成一列的形式。该量子位为十字形,因此UCSB称之为“Xmon”。
Transmon是一种利用以超导状态工作的约瑟夫森结(JJ)元件的量子位,属于电容器性质略强的类型。顺便提一句,电容器性质强的量子位称为相位量子位或者磁通量量子位。UCSB曾在2012年试制出了使用4个相位量子位的处理器。
在过去的研发中也有使更多量子位联动工作的例子,但此次采用5量子位并配备了Surface Code还属首例。Surface Code是量子计算纠错技术之一,如果能够在两个相邻的量子位之间实现量子纠缠状态,便可发挥纠错功能。因此,将多个量子位安装于处理器变得容易。
UCSB已确认,在此次开发的处理器中,5个量子位形成了量子纠缠状态(GHZ状态)。在工作可靠性方面,1个量子位的保真度(Fidelity)为99.92%,2个量子位的保真度为99.4%,达到了连续工作所必需的99%以上的要求。(作者:野泽哲生,日经技术在线!供稿)