何谓全局纠缠？通俗地讲 ， 即让所有量子比特协同起来参与工作 。 量子操纵是量子计算的技术制高点 ， 而实现全局纠缠是检验操纵是否成功的标志 。
中科院物理所副研究员许凯介绍说：“要非常高精度地操控它们 ， 同时还得保持其质量稳定 ， 是一项难度极大的挑战 。 ”
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名理想实验 ， 是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演 。 实验是这样的：在一个盒子里有一只猫 ， 以及少量放射性物质 。 之后 ， 有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫 ， 同时有50%的概率放射性物质不会衰变 ， 而猫将活下来 。
根据经典物理学 ， 在盒子里必将发生这两个结果之一 ， 而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果 。 在量子的世界里 ， 当盒子处于关闭状态 ， 整个系统则一直保持不确定性的波态 。 猫到底是死是活必须在盒子打开后 ， 外部观测者观测时 ， 物质以粒子形式表现后才能确定 ， 因此猫也处于被杀死和还活着两种状态的叠加态 。
实验团队则将这一实验思想带进了现实 ， 并用“薛定谔猫态”来描述捕捉到的现象 ， 强调了这一量子叠加现象的“荒谬性” ， 即量子世界里可以同时存在多个状态 。
利用该芯片 ， 实验团队生成并标定了18比特的全局纠缠的GHZ态 ， 以及20比特的薛定谔猫态 。 在短短187纳秒之内 ， 仅为人类一眨眼所需时间的百万分之一 ， 20个人造原子就从“起跑”时的相干态 ， 历经多次“变身” ， 最终形成同时存在两种相反状态的纠缠态 。
“我们确实看到了在经验世界中看不到的现象 ， 更形象的描述就是一只由20个人造原子构成的‘猫’ ， 即薛定谔猫态 。 ”宋超说 。
跻身第一梯队后持续发力
量子计算机的研发是国际科技竞争的热点领域 。 据了解 ， 谷歌、IBM、微软、英特尔、华为、阿里等高科技公司都为此投入大量研究力量 。
当前 ， 实现量子计算的物理体系主要有光学系统、离子阱和量子点等微观体系 ， 基于宏观约瑟夫森效应的超导电路由于其在可操控性和可扩展性等方面的优势 ， 是目前国际上公认的有希望实现量子计算的几个物理载体之一 。
近年来 ， 浙江大学物理系的超导量子计算和量子模拟团队一直致力于超导量子计算和量子模拟的实验研究 ， 并曾在两年前同中科大、中科院物理所、福州大学等合作制造出10比特超导量子芯片 ， 实现了当时世界上最大数目的10个超导量子比特的纠缠 ， 打破了之前由谷歌和加州大学圣塔芭芭拉分校保持的纪录 ， 使得我国在量子计算机研究领域进入国际第一梯队 。
“与世界上其他的超导量子芯片相比 ， 我们研发的芯片拥有一个显著特点 ， 那就是所有比特之间都能够进行相互连接 ， 这能够提升量子芯片的运行效率 ， 也是我们能够率先实现20比特纠缠的重要原因之一 。 ”许凯总结道 。
5月初 ， 实验团队曾在预印本网站就该实验结果进行过公布 ， 不久后美国IBM超导量子计算团队和哈佛大学里德堡原子团队也在预印本网站公布了类似的实验结果 。 3个工作报道的纠缠比特数目基本持平 ， 反映了以纠缠态制备为代表的多量子比特相干操控是目前该领域努力的主要方向 。
推荐阅读
- 故障码p1187
- 187*258的笔记本是a几
- PS5销量达1870万台 同期落后PS4、领先XSX/S
- gb18623与18187的区别
- 故障码p0187的含义解析
- 蜜月之行不一定非要出国，桂林蜜月攻略让山水见证你们的爱
- 森系婚纱照怎么拍出效果，清新婚礼见证爱情
- 新婚蜜月适合的地方，国内三大浪漫景点见证爱情
- dr钻戒不止是奢华设计，结婚对戒见证钟情一生浪漫约定
- 骨笛可以见证什么