科技日报北京1月13日电 (记者张梦然)美国国度尺度与技巧研讨院(NIST)与瑞典查尔姆斯理工年夜学配合,开辟出一种新型“量子冰箱”,可高效重置量子比特,并应用“冰箱”组件间的热流作为能源源,坚持高温任务情况。该结果宣布在最新一期《天然·物理学》杂志上,为下一步研制牢靠的量子盘算机摊平途径。 量子盘算机的计划者面对着一项艰难的义务:确保超导量子处置器中的量子比特在履行盘算时不过错。这些量子比特极易遭到热量跟辐射的影响,招致它们状况被损坏。比方,稍微的烦扰就能让一个数字从1酿成7。 为了“擦除”或重置超导量子比特,即把它们规复到最低能量状况,平日须要将它们冷却至濒临相对零度。传统上,最佳的重置方法能够到达40—49毫开尔文(mK)的温度。此次研讨团队实现了更佳成就:将量子比特冷却至22mK,明显增加了初始过错,为后续的盘算进程节俭了大批纠错任务量。 团队应用了一种称为“量子制冷”的技巧。该技巧鉴戒一般冰箱的任务道理,将热量从量子比特中吸走,以实现冷却后果。差别于家用冰箱应用的电力动力,“量子冰箱”是依附盘算机其余局部的热量来驱动冷却进程。 详细来说,这个“量子冰箱”由两个额定的量子比特形成。此中一个量子比特衔接到量子盘算机较暖和的局部,充任能量供给的脚色;另一个则作为散热器,接收来自盘算量子比特的过剩热量。当盘算量子比特变得过热时,第一个量子比特会自动地将热量转移给散热器,从而辅助盘算量子比特回到濒临其基态的地位,并肃清之前的数据。 全部进程是主动化的,多少乎不须要外部干涉或额定资本来保护盘算量子比特的功效。这种方式岂但增加初期过错的产生多少率,还下降了团体盘算进程中过错改正的需要。【总编纂圈点】 将量子比特重置到准确状况的一种方式是冷却量子比特,濒临相对零度,“擦除”瑕疵。“量子冰箱”的任务道理令人叫绝:用量子盘算机其余局部的热量作为动力,用两个帮助量子比特,“泵出”盘算量子比特中的热量,从而坚持盘算情况濒临相对零度。在量子盘算精度进步的同时,这一方式还开拓了一条应用热量为量子体系作奉献的新门路。“量子冰箱”或将年夜幅晋升量子盘算机的机能,为庞杂分子模仿等量子盘算名目走向适用打下基本。