观众量子位寻求改善四量子计算系统的控制

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一个由杜克大学领导的国际研究小组已经收到了超过900万美元的调查,利用“观众量子位”来改进量子计算系统的几种方法的潜在优势。

最初的三年奖来自陆军研究办公室的多学科大学研究计划(Muri)及其澳大利亚对手(AuMuri)。该项目支持研究团队与一个以上的传统科学和工程学科交叉,以加速研究和加速基本研究成果向实际应用的转变。AsMuri计划旨在鼓励澳大利亚大学在美国的Muri项目上合作。

世界上有许多研究者致力于设计模块化的、可扩展的量子计算机。虽然传统的计算机以二进制比特的形式处理信息,二进制比特可以是1或0,但量子物理学允许量子比特称为量子比特,以同时进行多个配置。这种自由使得量子计算机比传统计算机更有效地解决一些问题,例如破解加密和建模化学反应。

但是量子位非常脆弱,需要经常检查和校准。例如,控制某些类型量子位的激光器的强度必须非常精确。当系统外部的探测器能够监视事物时,量子位本身的实际强度仍然可以变化。当前系统通过使用量子位进行数据处理和检测之间的来回切换来解决这个问题,这是低效的。

新穆里奖背后的想法是用一个“观众量子位”来代替。这将包括放置另一个量子位,用于发现局部环境中的小偏差,接近实际执行数据处理的量子位。

“我们建议我们牺牲一些量子位来检测,这样控制器就可以实时调整,”杜克大学电气与计算机工程副教授兼Muri项目负责人Kenneth Brown说。“如果其他量子位可以连续地计算数据而不必重新校准或重新感知它们周围的环境,它可以帮助系统的整体效率。”

加入布朗的项目是来自路易斯安那州立大学、加利福尼亚大学、伯克利、麻省理工学院、约翰霍普金斯应用物理实验室、俄勒冈大学、俄勒冈大学、新南威尔士大学。

这些机构的研究人员是量子、控制和信息理论中的佼佼者,以及四种不同的量子计算方法的领导者:被捕获的原子离子、超导体、氮空位中心和掺杂硅。

布朗说:“通常在这些项目中,每个人都同意一个单一的平台,但这一点是由如何最好地实施观众量子位的问题驱动的。”“这是一个优雅的项目,因为每一个系统都有独特的特性,可以自然地使用观众量子位。”

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