量子计算新的麻省理工学院发展

剑桥,质量。 –量子计算机是计算机在极小的尺寸下利用物质的奇怪属性。许多专家认为,全吹量的量子计算机可以执行计算,这是无可救药的古典计算机上的耗时,但到目前为止,量子计算机已被证明很难建立。

在计算机械协会’第43届计算机科学博物馆计算机科学副教授斯科特阿拉蒙森和他的研究生Alex Arkhipov将提出一个描述一个实验的论文,如果它运作,将提供强有力的证据表明量子计算机可以做古典计算机可以做的事情’T。虽然建立实验装置是困难的,但它应该是困难的’尽可能困难地构建一个全功能的量子计算机。

Aaronson和Arkhipov.’S提案是1987年罗切斯特大学物理学家在罗切斯特大学进行的实验的变化,它依赖于称为分束器的装置,该装置采用进入光束光束并将其分成在不同方向上行进的两个梁。罗切斯特研究人员证明,如果两个相同的光颗粒— photons —在完全同时到达分束器,它们都会右侧或左转;他们赢了’T采取不同的路径。它’■不同的基本粒子的量子行为,无论是我们的身体直觉。

麻省理工学院的研究人员’实验将使用更多数量的光子,这将通过束分离器网络并最终撞击光子探测器。探测器的数量将在光子数量的方形附近的某个地方—六个光子约36个探测器,10个光子的100个探测器。

对于任何MIT实验的运行,无法预测将有多少光子击中任何给定的探测器是不可能的。但过度运行,统计模式将开始积累。例如,在实验的六个光子版本中,它可能会在那里’S 8%的差距,光子将击中探测器1,3,5,7,9和11,他们的机会为4%’对于任何可以想象的探测器组合,LL撞击探测器2,4,6,8,10和12,等等。

计算分布—光子醒目的探测器组合的可能性—是一个难题。研究人员’ experiment doesn’t solve it outright, but every successful execution of the experiment does take a sample from the solution set. One of the key findings in Aaronson和Arkhipov.’SPaper是,不仅计算分布一个难题,而且正在模拟它的采样。对于超过的实验,例如100个光子,它可能超出了世界上所有计算机的计算能力。

那么,问题是可以成功执行实验。罗切斯特研究人员用两张光子进行,但是在正确的时间内,获得多个光子以完全复杂的时间更加复杂地到达整个束分离器。卡尔加里大学主任巴里桑德斯’硕法研究所,指出,1987年,当罗切斯特研究人员进行了初步实验时,它们使用安装在实验室表上的激光器并通过将光子发送到不同的光纤电缆,同时将光子同时到达分束器。长度。但近年来已经看到光学芯片的出现,其中所有光学部件都被蚀刻到硅衬底中,这使得控制光子更容易’ trajectories.

桑德斯认为,在可预测的足够间隔以可预测的间隔产生单个光子以使其到达束分离器的到达。“人们一直在努力十年,制作伟大的事物,” Sanders says. “但是,一列单一的光子火车仍然是一个挑战。”

桑德斯指出,即使在芯片上获得单个光子的问题,光子探测器仍然具有低效率,可以使其测量不精确:在工程助理中,系统中会有噪音。但是Aaronson表示,他和Arkhipov明确地考虑了模拟甚至是他们的光学实验的噪声版本的问题是一个难以接触的难题。虽然他们无法证明它是,但是Aaronson说“我们的大多数论文都致力于提供证据表明答案是肯定的。” He’希望证据即将到来,无论是他的研究组还是其他人’.



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