加州理工學院的研究人員推測,功能性量子電腦所需的量子比特數(qubits)可能遠少於先前的想法,這使得在本十年結束前部署第一台量子電腦成為可行。
加州理工學院的研究人員與加州理工附屬的創業公司 Oratomic 合作表示,透過降低「撓亂當今這些原始量子電腦」的錯誤,一台功能性量子電腦可望用多達 10,000 到 20,000 個量子比特建成。
加州理工學院表示,先前普遍認為量子電腦要能正常運作需要數百萬個量子比特。量子比特是量子電腦的基本單位,也是傳統電腦中用來以二進位編碼資訊的位元等同物。
「需要更少的量子比特意味著,從理論上說,量子電腦可能在本十年結束前就能投入運作,」加州理工學院表示。
理論上的突破是一種擬議的錯誤更正架構,它利用「中性原子系統」,在這種系統中,原子可以借助被稱為「光學鑷子」的雷射,進行物理移動並跨越大距離連接。
「我們正在開發新的中性原子量子處理器架構,能大幅降低容錯量子運算的資源估算,」加州理工學院的理論物理學家 John Preskill 週二表示,並補充:
「這些進展讓我對『廣泛可用的量子運算』很快將成為現實感到樂觀。」
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Manuel Endres 是加州理工學院的物理學教授,他近期創建了史上規模最大的量子比特陣列,表示:
「與其他量子運算平台不同,中性原子量子比特可以直接在大距離上連接。光學鑷子可以把一個原子運送到陣列的另一端,並直接與另一個原子產生糾纏。」
加州理工學院表示,新技術使得每個邏輯量子比特可以用多達 5 個物理量子比特來編碼,而非傳統方法所需的約一千個。
「事實上,這樣運作得如此良好真是令人驚訝。這就是我們所稱的『超高效率錯誤更正』,」Endres 說。
量子運算邏輯架構的佈局與編譯程序。來源: Caltech
Oratomic 表示,它將與加州理工學院的「先進量子運算任務」密切合作,並持續進行量子資訊處理方面的研究,目標是打造世界上第一台實用規模的容錯量子電腦。
該研究距離 Google 發布一篇聲稱量子電腦可能在 9 分鐘內破解比特幣加密的論文僅僅過了一天;該研究認為所需的運算能力遠少於先前所想。
與此同時,Google 在本週的論文中敦促加密貨幣開發者,應立即讓區塊鏈轉向後量子密碼學(post-quantum cryptography,或 PQC),而不是等待真正的威脅浮現。
上週,這家網際網路巨頭為其 PQC 遷移設定了 2029 的時程,並警告:「量子前沿」可能比看起來更近。
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