弄清是哪些限制量子信息传递的速率大有用途。在没有优化的时侯,速率是遭到很大限制的,借用里面团队提出的新的信息传输的方式量子传输速度,才能加速传输,使之向理论值紧靠。这对未来量子计算机研究十分重要,由于会最大化的优化量子计算机的性能。
本质上,其受限过程就好比是将量子信息通过”剪切“然后”粘贴“操作一样,通过剪切与粘贴将储存在一个量子比特中的信息联通到另一个不同的位置。
而随着量子计算机规模越来越大,这项至关重要的任务可能会成为向下扩张的困局。
这儿拿基于超导体的量子计算机来阐述,比如微软的量子计算机,它的量子比特只与相邻的量子比特传递信息(该量子芯片上的比特并不是全部两两相连的)。或则从数学学角度而言,它们的互相作用是短距离的。这意味着一旦要”剪切“了一个量子比特,就必须挨家挨户,反复执行剪切并粘贴,直至达到目标为止。
图4|远距量子比特信息传递示意图(来源:量子客)
而当远程交互时,事情就显得愈发复杂(这对于许多量子估算平台而言是须要面对的更现实的问题):除了要与直接相邻的量子比特通讯,并且还与相邻几扇门的“邻居”直接通讯。由离子阱(Ions)、极性分子(Polar)和里德堡原子(Atoms)构成的量子计算机都具有这种远程互相作用的特点。
先前的研究表明,在远距离交互装置中,并不总是存在严格的速率限制。有时,一旦信息离起点越来越远,信息的传播速率都会更快。而有时它的速率完全不受限制(敲黑板,这儿说的速率必然不能超光速)。所以,核心观点取决于量子计算机的规格以及远程交互的硬度。
找到这种远距离互相作用可以疲弱信息速率限制的方式,有望使量子处理显得更快。
这个研究团队的结果有意思在于,她们发觉对于不同的应用程序,速率限制是不一样的。
这就意味着,对于同一台量子计算机,不同任务的速率限制是不同的。甚至对于同一任务,比如里面打比喻说的量子“剪切”和“粘贴“,也可以在不怜悯况下应用不同的规则。
假如在估算开始时就执行剪切并粘贴量子传输速度,则速率限制很修身,可以很快完成。并且,假如必须在估算中期进行这个操作,当沿途的量子比特状态不确定的时侯,就须要有一个严格的速率限制,就十分适用。
迄今为止,极少有量子计算机的实验能否实现借助长距离互相作用。但是,现有技术正在迅速改善这一问题,这种理论发觉可能很快将在设计量子估算构架和选择优化其效率的合同中发挥关键作用。详情请参阅论文。
论文:
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