科技媒體 science 近日發(fā)布博文，表示隨著首個(gè)機(jī)械量子比特(Mechanical Qubit)的問(wèn)世，量子計(jì)算進(jìn)入“蒸汽朋克”時(shí)代。
來(lái)自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)成功利用微小的機(jī)械裝置，制造出可工作的量子比特，首次成功制造出這一新型量子比特。
這一突破不僅挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為機(jī)械系統(tǒng)無(wú)法制造量子比特的觀(guān)點(diǎn)，還為未來(lái)的量子計(jì)算和量子力學(xué)與引力的交互研究開(kāi)辟了新的可能性。
因其設(shè)計(jì)和功能讓人聯(lián)想到早期機(jī)械計(jì)算機(jī)的概念，因此團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這一創(chuàng)新標(biāo)志著量子計(jì)算進(jìn)入了一個(gè)新的“蒸汽朋克”時(shí)代。
量子比特簡(jiǎn)介
量子比特是量子計(jì)算的基本單位，能夠處于 0、1 或兩者的疊加狀態(tài)。當(dāng)前主流的量子比特多由超導(dǎo)電路、離子或光子等構(gòu)成。
新的研究表明，微小的機(jī)械振蕩器同樣可以作為量子比特，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合機(jī)械振蕩器與超導(dǎo)量子比特，成功實(shí)現(xiàn)控制量子態(tài)。
關(guān)鍵挑戰(zhàn)
在制造機(jī)械量子比特的過(guò)程中，研究者們面臨了兩個(gè)主要挑戰(zhàn)：
首先，必須讓設(shè)備盡可能靜止，以克服量子不確定性。
其次，機(jī)械振蕩器的能量狀態(tài)均勻分布，難以獨(dú)立控制所需的兩個(gè)狀態(tài)。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)混合系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了能量狀態(tài)的不均勻分布，從而克服了這一障礙。
未來(lái)的應(yīng)用前景
盡管新型機(jī)械量子比特的保真度僅為 60%，遠(yuǎn)低于目前最佳量子比特的 99% 以上，但其在探測(cè)引力等其他量子比特?zé)o法感知的力量方面展現(xiàn)出潛力。
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步探索兩個(gè)機(jī)械量子比特之間的邏輯運(yùn)算，這可能標(biāo)志著機(jī)械開(kāi)關(guān)在量子計(jì)算中的小規(guī)?；貧w。
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