物理学家为量子计算机开发数据总线

时间：2021-11-20 15:58:04来源：

科学家开发了一种协议，可用于连接不同地编码的量子系统。(

量子世界是脆弱的;需要纠错码来保护存储在量子对象中的信息免于噪声的恶化效果。NEE Innsbruck大学的Quantum物理学家团队开发了一种协议，可以在未来量子计算机等不同编码的构建块之间传递量子信息，例如处理器和记忆。

未来的量子计算机将能够解决现有计算机今天失败的问题。然而，我们仍远离任何大规模实施，因为量子系统对环境噪音非常敏感。尽管原则上可以保护系统免受噪声的保护，但研究人员已经实际地建造了量子计算机的小型原型。降低错误率的一种方法是通过在一个单个量子粒子中编码量子信息，而是在几个量子对象中编码量子信息。这些逻辑量子位或QUBITS对噪声更加稳健。在过去几年中，理论物理学家已经开发了整个误差校正码，并针对特定任务进行了优化。物理学家Hendrik Poulsen Nautrup和Hans Briegel从Innsbruck大学理论物理研究所，现在在维也纳的量子光学和量子信息研究所，发现了一种在不同地编码的系统之间传输量子信息的技术。

处理器和内存之间的接口

与古典计算机类似，未来的量子计算机可能会用不同的组件构建。科学家已经通过实验构建了小规模的量子处理器和记忆，并使用不同的协议来编码逻辑QUBITS：例如，对于量子处理器，它们使用所谓的颜色代码和量子存储器表面代码。“对于两个系统机械地与彼此相互作用，我们必须连接它们，”博士生Hendrik Poulsen Nautrup说。“我们开发了一种协议，允许我们合并不同地编码的量子系统。”科学家建议在局部修改编码量子位的特定元素。该过程也称为晶格手术，用于耦合诸如量子处理器和存储器的系统。一旦系统暂时“缝制”，量子信息可以从处理器传送到存储器，反之亦然。“类似于传统计算机中的数据总线，科学家可以使用这种技术来连接量子计算机的组件，”Poulsen Nautrup解释。

这种新方案是建立通用量子计算机的另一步，并正在进行实验性实现研究。该研究是在Innsbruck大学提供的博士计划原子，光线和分子的框架内进行的，由奥地利科学基金和Templeton世界慈善基金会提供资金。

出版物：Hendrik Poulsen Nautrup等，“量子存储器和量子处理器之间的容错界面，”自然通信8，物品编号：1321（2017）DOI：10.1038 / S41467-017-01418-2