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芬兰阿尔托大学证明了微波信号编码在绝对零度附近的稳定性,并开发了量子计算的另一种方法

2016-09-20 293浏览 标签: 量子计算芬兰AU


动态背景


     量子计算是一种依照量子力学理论进行的新型计算。而实现量子计算的量子计算机应用的是量子比特,可以同时处在多个状态,不仅仅局限于现有计算机的0和1。量子计算机能以高速度解决某些特定的问题,例如非对称密码的破解,无论是基于因子分解问题的RSA,还是基于椭圆曲线上离散对数的ElGamal,都可以用量子计算机在很短的时间内破解,因而量子计算机对于国防信息安全构成了一定威胁。目前的各种量子计算机的“样机”都是要在绝对零度附近工作,对于量子计算机的改进一方面是采用新材料使其工作温度提高,另一方面就是暂时保持绝对零度附近的操作条件而提升在该条件下的计算性能。据芬兰阿尔托大学8月30日讯,该校的研究人员证明了绝对零度附近微波信号在量子计算编码中的适用性,有望为量子计算机开辟一条新路。



     研究内容研究人员使用的是一种基于高灵敏度测量装置超导量子干涉器(SQUIDs)的微波共振器。在此项研究中,该共振器保持在绝对零度附近,该状态相当于绝对黑暗,没有光子存在。但是在这种状态下(也称“量子真空”)仍旧存在着波动使得光子在极短时间内存在和消逝。研究人员已经能够将这种波动转变为真实的具有不同频率的微波辐射光子,从而显示了绝对零度附近的“黑暗”中并不是完全没有“光明”。研究人员同时发现这些光子是彼此相关的,而他们据此设法创建了可控的复杂相关微波信号。不同频率的光子可以起到与传统计算机中的寄存器相似的作用,同时也可以实现逻辑门操作,该结果为量子计算提供了一种新方法。


     动态意义当下,对于未来量子计算机基本结构的开发正在世界各国中广泛进行。本研究通过使用多频率微波信号,得到了一种实现量子计算中逻辑门的可能的替代方案。此外,使用该共振器创造出的光子进行编码,物理量子比特也就不是必需的了,这对于量子计算来说开辟了一种新的方向,对于未来量子计算机的开发会具有不小的帮助。而量子计算机的用途,一方面是破译现有的某些特定类型的密码,另一方面也可进行理论上不可能被破解的保密通信,最后还可以进行量子系统模拟,是一种对国防和科学研究都有巨大影响的新型计算机。

动态链接:Colors  from  darkness:  Researchers  develop  alternative  approach  to  quantum computing


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