科學家設計原子糾纏方案或解決量子存儲難題
據(jù)國外媒體報道,量子系統(tǒng)內(nèi)部非常脆弱,因為任何一點來自外部世界的細小干擾都會使整個系統(tǒng)狀態(tài)崩潰。這一特性令量子存儲的實現(xiàn)困難重重,因為很難確定其是否成功保存輸入的信息。為了解決這一難題,科學家們一直在摸索如何實現(xiàn)會糾錯的量子存儲。如今,英美等國研究人員已初步設計出一套相對簡單的方案,可提供量子錯誤控制:讓來自兩種不同元素的原子相互糾纏,實現(xiàn)操控一個原子的同時不影響另一個原子。研究人員表示,這個方案不僅高效,還能用于打造量子邏輯門,同時證實量子糾纏行為的精確度比經(jīng)典物理行為高40個標準差。 ![]() 兩個原子的糾纏 科學家曾實現(xiàn)過不同類型粒子的糾纏,比如,一個原子與光子糾纏,這樣光子就可以將信息傳輸至別處,這無疑是量子計算機的必須條件。在近期發(fā)表的兩篇論文中,研究人員嘗試糾纏不同類型的原子。如果在比特的存儲和備份中使用相同類型的原子,那么總會出現(xiàn)這樣一種情況,即存儲信息的光子會分散并撞到某個備份。如果使用不同元素的原子,那么它們就會對光的不同波長產(chǎn)生不同發(fā)應,因此操控一個原子時不會影響另一個原子。牛津大學實驗室的研究人員表示:“這種方法可以保護存儲量子位不受影響,即便其它量子位正進行邏輯運算,或被用作其它處理單元的光子接口! 牛津大學研究小組通過使用兩個不同的鈣同位素進行實驗。來自國家標準與技術研究所及華盛頓大學的另一個研究小組則表示,他們使用的是完全不同的兩個原子:鈹原子和鎂原子。鈣原子保持狀態(tài)的時間約為一分鐘,而鈹原子保持狀態(tài)的時間為一秒半,在量子位條件下看起來比較穩(wěn)定。兩個研究小組都確切地表示,實驗中的原子發(fā)生糾纏的可能性極高:一個可能性為。998,另一個為。979。國家標準與技術研究所研究人員甚至表示,可以通過觀測鎂原子的狀態(tài),追蹤鈹原子的狀態(tài)變化。 |