耶鲁物理学家在保持其完整性的同时观察量子信息

耶鲁物理学家通过开发一种新的非破坏性测量系统向量子计算迈出了一步,用于观察,跟踪和记录量子比特状态的所有变化,从而保留了量子比特的信息价值耶鲁大学的科学家们发现了一种观察量子信息同时保持其完整性的方法,这一成就为研究人员提供了对量子力学不稳定领域的更大控制,并极大地改善了量子计算的前景。

量子计算机将比当今最强大的计算机快得多。

“我们的实验是对量子计算必不可少的一种过程的彩排,“rdquo;的Michel Devoret,应用物理学教授Frederick William Beinecke教授耶鲁的物理学和研究的首席研究员于1月11日在“科学”杂志上发表。“这个实验真正允许的是对量子力学的积极理解。盯着一个理论公式是一回事,能够控制一个真正的量子对象是另一回事。“

在量子系统中,称为量子比特的微观单位代表信息.Qubits可以采用两种状态之一— “ 0”的或者“1”—或两者同时发生。正确识别,解释和跟踪其状态对于量子计算是必要的。但是,监控他们的行为通常会损害他们的信息内容。

耶鲁物理学家成功地设计了一种新的非破坏性测量系统,用于观察,跟踪和记录量子比特状态的所有变化,从而保留量子比特的信息价值。原则上,科学家说,这应该允许他们监控量子比特的状态,以便纠正随机错误。

“只要你知道发生了什么错误过程,你就可以纠正,”的Devoret说。“然后一切都很好。你基本上可以撤消错误&rdquo。

“那是’ s’”耶鲁大学物理学博士后研究员,科学论文的主要作者迈克尔哈特里奇说,“能够与量子比特交谈并听到它告诉你的内容。”

他继续说道: &ldquo量子计算的一个主要问题是存储在量子位中的信息的有限寿命,这些信息稳定地衰减并且必须被纠正。我们现在知道可以通过涉及连续测量的反馈来进行这种校正。我们的工作通过打开基于连续测量的量子反馈的大门,推进了大规模量子计算机的发展前景群组。

耶鲁物理学家成功测量了一个量子比特。未来的挑战是同时测量和控制许多,并且团队正在为此目的开发超快数字电子设备。

“我们正处于测量和控制一个或两个的能力之间的门槛qubits,and many,”哈特里奇说。

该论文的其他作者是S. Shankar,M.Mirrahimi,F.Schackert,K.Geerlings,T.Brecht,K.M.Sliwa,B.Abdo,L.Frunzio,S.M.Girvin和R.J. Schoelkopf。

国家科学基金会,美国陆军研究办公室,情报高级研究项目活动,法国国家科学研究院和法兰西学院提供对该研究的支持。

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