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          [资讯]中国科大年夜实现室温固态可编程量子处理器 [复制链接]

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          只看楼主 倒序浏览 楼主  揭橥于: 01-30
          日前,中国科学技巧大年夜学杜江峰院士引导的中科院微不雅磁共振重点实验室初次在室温大年夜气条件下实现基于固态自旋体系的可编程量子处理器。该研究成果以“A programmable two-qubit solid-state quantum processor under ambient conditions”为题,揭橥在2019年1月25日的《npj Quantum Information》上 [npj Quantum Information 5, 9 (2019) ]。 ik(Du/  
          ]ZcivnN#  
          量子计算利用量子叠加性,可以或许有效处理经典计算科学中很多难以解决的问题。可编程量子计算是量子计算走向实用化的一个重要条件。对经典计算而言,用户平日利用同一种硬件架构便可以够灵活地完成多种多样的计算义务。然则今朝绝大年夜多半量子计算实验仅仅被设计来运行特定的量子算法,假设要履行新的量子算法,常常须要重新设备量子计算的硬件。可编程量子计算概念的提出就是用来解决这一问题,它可以或许在不改变硬件的条件下,仅须要设备这些量子处理器的若干参数便可以够实现各类不合的量子算法。最近几年来,在离子阱、超导体系和硅量子点体系中已陆续演示了可编程量子计算。但由于室温固态体系中的量子比特平日面对喧闹的噪声,其量子相干性异常轻易遭到破坏,是以在室温固态体系中展开可编程量子计算演示依然是一项艰苦的挑衅。 KSPa2>lz?  
          ._G ,uP$  
          杜江峰课题组利用金刚石中的电子自旋与核自旋作为两量子比特体系,初次实现了室温固态自旋可编程量子处理器。研究人员利用绿色激光脉冲实现该量子处理器的初始化和读出功能,并利用一系列高精度的微波与射频脉冲序列来履行量子算法。他们设计了一类普适当子线路,将一系列量子算法的履行转化成为响应的微波和射频脉冲的幅度和相位参数。对用户而言,仅须要对这一系列参数进行有效设备,便可以够完成多种量子算法,避免了繁琐并且昂贵的硬件重新设备。在量子算法履行过程当中,研究人员结合前期成长的动力学解耦技巧有效克制固体中喧闹的噪声带来的晦气影响,在该可编程量子处理器上成功运行了Deutsch-Jozsa 算法和 Grover 搜刮算法,算法的成功率逾越80%。预期在将来,经过过程晋升该量子处理器的材料(金刚石)性能,比方降低13C的含量,将有助于进一步晋升算法的成功率。该工作展示了可编程量子处理器的灵活性,向建筑室温固态量子计算迈出了重要一步。 8M*+ |  
          5v)^4( )  
          R'k `0  
          两比特Deutsch-Jozsa算法实验演示图。 (a) 两比特可编程量子处理器普适当子线路图。(b) 和 (c) 两比特Deutsch-Jozsa 算法实验成果,蓝色为实验成果,红色为空想情况下的理论预期值,绿色为推敲实验体系中各类噪声影响的理论预期值。 Zo<)r2|O.  
          OJcS%-~  
          中国科学院微不雅磁共振重点实验室伍旸和王亚为该文并列第一作者。此项研究取得了科技部、中国科学院和安徽省的援助。 LS[o7!T(  
          Mp`$1Ksn  
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          室温大年夜气条件下实现基于固态自旋体系的可编程量子处理器。
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          重大年夜创新
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          电子自旋与核自旋作为两量子比特体系
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          室温固态可编程量子处理器
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