在量子物理中，量子態(tài)描述了一個(gè)孤立系統(tǒng)的狀態(tài)，包含了系統(tǒng)所有的信息。如根據(jù)玻恩的波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋，只要知道了系統(tǒng)量子態(tài)的信息，就能給出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測量的結(jié)果。量子態(tài)包括純態(tài)和混態(tài)。

德國漢堡大學(xué)物理學(xué)家在最新一期《自然》雜志上刊發(fā)論文稱，他們首次讓所謂的量子點(diǎn)內(nèi)的電子配對(duì)，50多年前日本量子科學(xué)家從理論上預(yù)測過這種量子態(tài)。這項(xiàng)研究有助科學(xué)家進(jìn)一步探究超導(dǎo)體的秘密，促進(jìn)超導(dǎo)量子比特計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

為做到這一點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)逐一將原子內(nèi)的電子“鎖”在由銀制成的小籠中，隨后，他們將鎖定的電子耦合到一個(gè)超導(dǎo)體上，如此一來，電子繼承了超導(dǎo)體的配對(duì)趨勢。而且，他們將實(shí)驗(yàn)特征（一個(gè)能量非常低的光譜峰值）與日本量子科學(xué)家町田和重等人在20世紀(jì)70年代初預(yù)測的量子態(tài)聯(lián)系起來。

(資料圖)

過去20年量子計(jì)算的爆炸式發(fā)展

從上個(gè)世紀(jì)80年代開始，一場關(guān)于建造功能最強(qiáng)大、量子比特最多的量子計(jì)算機(jī)研發(fā)競賽就已經(jīng)拉開序幕。1988年IBM、牛津、伯克利、斯坦福和麻省理工學(xué)院的研究人員制作了一個(gè)2比特的計(jì)算系統(tǒng);2017年美國IBM宣布成功研制一款50量子位處理器原型，業(yè)內(nèi)專家稱“量子霸權(quán)”進(jìn)入爭奪關(guān)鍵期;2018年初英特爾推出了49量子比特超導(dǎo)量子測試芯片，名為“Tangle Lake”，過后兩個(gè)月不到，谷歌公司發(fā)布72量子比特計(jì)算系統(tǒng)“Bristlecone”，同年8月，從事量子計(jì)算研究的新興公司Rigetti預(yù)計(jì)2019年將會(huì)發(fā)布一個(gè)容量為128比特的計(jì)算系統(tǒng)，這一實(shí)現(xiàn)將是量子領(lǐng)域的重大突破，標(biāo)志著距離實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(Quantum Advantage )和量子霸權(quán)(Quantum Supremacy)這兩個(gè)目標(biāo)更近一步。

從終端產(chǎn)品來看，超導(dǎo)技術(shù)目前仍處于技術(shù)研發(fā)和示范工程階段，尚未形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

未來，隨著量子計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，我們有理由相信，它將為信息科學(xué)領(lǐng)域帶來一場革命性的變革，推動(dòng)科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步。量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展將不僅僅局限于計(jì)算領(lǐng)域，還可能催生出更多的交叉學(xué)科研究和創(chuàng)新。因此，我們對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展充滿著期待和信心。

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