Récemment, l'Université du Zhejiang, Institut de physique, Institut de l'automatisation Académie chinoise des sciences, Pékin calcul des centres de recherche et d'autres unités de l'équipe nationale à travailler ensemble pour développer une puce quantique a 20 bits quantiques supraconducteur, et obtenir avec succès le contrôle de leur lutte mondiale, rafraîchissement générer un certain nombre de qubits état solide record mondial de dispositif d'enchevêtrement quantique. Ce progrès a publié aujourd'hui dans la revue américaine « Science ».
Préparation de la plate-forme quantique expérimentale d'Etat multi-qubit calcul est une mesure de la capacité de contrôler le symbole clé, la concurrence internationale est particulièrement féroce. Après la conception du dispositif et de préparation, la mesure expérimentale et de contrôle et traitement des données près de deux ans, a été remplacé par une équipe de chercheurs chinois avancera au nombre de bits d'enchevêtrement 20.
« Berceau » ordinateur Quantum
Rêve d'ordinateurs quantiques a commencé dans les années 1980. En 1982, le célèbre physicien Fei Manti une idée: Depuis la compréhension de la nature de la nature quantique est, peut-on créer un ordinateur quantique à suivre la loi, pour mieux monde quantique? Il a été reconnu qu'une technologie informatique quantique, une fois la maturité, il sera beaucoup plus la puissance de calcul qu'un ordinateur classique.
Ordinateur à l'aide du stockage et de traitement de l'information « 0 » et « 1 ». Dans l'ordinateur classique, un peu comme un interrupteur ordinaire, ou 0 ou 1. ordinateur quantique est complètement différent, car l'enchevêtrement superposé, un « interrupteur quantique » peut représenter 0 et 1, nous qubit appeler. Imaginez une pièce de monnaie reposant sur la table, vous ne pouvez le voir à l'avant ou à l'arrière, lorsque vous le mettez à tourner rapidement, vous voyez l'avant et en arrière. Ainsi, un ordinateur quantique autant de pièces en dansant.
Le nombre de bits quantiques, est un indicateur important pour mesurer la performance d'un ordinateur quantique. Par enchevêtrement quantique superposé, n-qubits interconnectés, peut générer des états 2n. C'est-à-dire comprenant n bits une mémoire peut stocker tout classique parmi les données possibles 2n a, si elle est une mémoire quantique, le nombre de 2n peuvent être enregistrés simultanément. Équivalent à 2n processeur de l'ordinateur classique en même temps. Chaque puissance de calcul supplémentaire d'un bit quantique, les ordinateurs quantiques augmente de façon exponentielle. Est rapporté que le niveau de l'ordinateur classique d'une puissance de calcul 30 bits des ordinateurs quantiques et un billion d'opérations en virgule flottante par seconde, ce qui équivaut à mille fois la vitesse du bureau classique d'aujourd'hui. On croit que, une fois le nombre atteint plus de 50 bits quantiques, il peut montrer au-delà d'un super-ordinateur de puissance de calcul pour traiter des questions de particuliers.
Les humains ont passé près de 70 ans, témoin de l'ordinateur classique de volumineux et instable, occupent facilement tout le laboratoire, le corps entier recouvert d'un développement de la machine à valve mécanique aux ordinateurs personnels, les téléphones intelligents et les progrès portables, mais il y a beaucoup ordinateur classique difficile, voire impossible de terminer l'opération, les ordinateurs quantiques peuvent faire le travail. Nous avons toutes les raisons d'espérer dans les décennies à venir, les ordinateurs quantiques de la théorie à l'application, complétée à grande échelle de calcul des défis les ordinateurs classiques ne peuvent pas être résolus dans le mot de passe de craquage, le domaine de la conception de médicaments et de l'intelligence artificielle pour montrer leurs talents.
Cependant, face à la flambée imagination, un prototype de laboratoire est encore comme un bébé dans le berceau, qui poussent à jouer un rôle devrait également avoir aucun processus de formation tout au long de mou. Au cours des dernières années, le degré d'intégration de la cohérence des deux qubits individuels, la fidélité de la porte quantique, ou puce quantique, la taille de la préparation générale de l'état enchevêtré, sont de façon constante. Plus tôt, l'équipe de recherche de l'Université chinoise des sciences et de la technologie créée pour manipuler intrication quantique supraconducteur 12 bits pour obtenir enregistrement. Aujourd'hui, ce nombre est actualisé, alors que les humains peuvent contrôler avec précision 20 qubits supraconducteurs de travail.
20 atomes artificiels « chat de Schrödinger »
Un bâtiment classe ouest de Zhejiang University Xixi Campus, au fond de l'allée étroite est le quantique supraconducteur de calcul et de l'équipe de simulation quantique de laboratoire de l'Université du Zhejiang, une conception de puce qubit supraconducteur, la construction de la plate-forme, la mesure et le travail de contrôle est fait ici. Acier qui monte, les lignes complexes, cartes de circuits denses empilés, réfrigérateur bourdonnement ...... Chao Song Tao au doctorat, toute la salle est un ordinateur quantique, son « cerveau » à fond du grand « réfrigérateur » dans un cylindre de diamètre 80 cm.
Au moyen d'un microscope, le 1 cm « cerveau » - puce Superconducting Qubit effilocher. 20 qubits, régulièrement répartis à la périphérie de la cavité centrale, chaque jambe comme pénétrant dans le moyeu. « Ceci est notre quatrième génération itération de laboratoire de conception de circuit, le but est d'obtenir entre deux qubits peut être « communication » directe pour réaliser un enchevêtrement global. » L'un des architectes de la puce, le récit de premier cycle Zhang. Cette puce est produite par l'Institut de physique Dr. Li Hekang, il a rejoint l'Université du Zhejiang dans un proche avenir en tant que postdoc devrait fabriquer des puces plus complexes dans le centre de micro-nanofabrication Zhejiang.
lutte mondiale, la compréhension populaire de bits quantiques qui travaillent ensemble pour donner toutes les personnes impliquées. Quantum est le sol de haute technique informatique quantique manipule, et de réaliser l'enchevêtrement global est de tester si la manipulation signe de réussite. « Ils peuvent être très précisément contrôlée, puis tout en maintenant la qualité et la stabilité, ce qui est un grand défi si difficile. » Xu Kai a dit. Xu Kai diplômé de l'Université du Zhejiang a commencé il y a six ans à s'impliquer dans supraconductrice informatique quantique, doctorat l'an dernier et a rejoint l'Institut de physique a commencé à construire leurs propres laboratoires.
Avec ces puces de groupe expérimental et calibrés pour générer l'état de GHZ global d'enchevêtrement 18 bits et 20 bits d'état de chat Schrödinger. « Nous ne voyons le monde ne peut pas être vu dans l'expérience du phénomène, plus vive est - l'une des 20 personnes composée de 'cat' atomes, état de chat de Schrödinger » a déclaré Song Chao.
En seulement 187 nanosecondes (seuls un clin d'oeil nécessaire pour le moment millionième), par l'homme atomique de 20 à « commencer » un état cohérent, après plusieurs « changement », et finalement la formation exist enchevêtrement deux états opposés. Titre de la thèse, l'équipe a utilisé un « état de chat de Schrödinger » pour décrire le phénomène de capture. Ces qubits de contrôle des états intriqués génèrent mondiale, marquant l'équipe peut vraiment mobiliser ces bits quantiques.
Il est cette « brillante » de 187 nanosecondes, l'humanité témoin sur le montant de l'étude de la route calculer un pas en avant.
Le premier échelon
la recherche et le développement informatique quantique est un domaine chaud de la concurrence technologique internationale. Google, IBM, Microsoft, Intel, Huawei, Ali et d'autres entreprises de haute technologie ont mis beaucoup de force de recherche. Courant, le système de calcul physique quantique Micro System système optique principal, un piège à ions, et des points quantiques, basée sur un effet macroscopique de circuit Josephson supraconducteur en raison de leurs avantages en termes de maniabilité et d'évolutivité, et est actuellement dans le monde il a reconnu un espoir d'obtenir plusieurs support physique calcul quantique.
Au cours des dernières années, l'Université du Zhejiang, Département de physique quantique supraconducteur calcul et de l'équipe de recherche de l'expérience de simulation quantique supraconducteur a l'informatique quantique et la simulation quantique commis. 2017, l'équipe avec l'équipe Jianwei USTC Pan et Zhu Xiaobo, Institut de physique Zhengdong équipe Ning, l'étiquette Université Fuzhou Professeur Zheng Shi partenariat 10 bits supraconductrice puce quantique, qui, à ce moment-là le plus grand nombre de 10 supraconducteur qubit enchevêtrement du monde, battant le précédent il a tenu par Google et l'Université de Californie, Santa Barbara dossiers, faisant de la Chine dans le premier échelon international dans le domaine de la recherche informatique quantique.
« Par rapport à d'autres puce quantique supraconducteur dans le monde, nous avons développé la puce a une particularité, quand il peut être connecté à l'autre parmi tous les bits, ce qui peut améliorer l'efficacité de fonctionnement de la puce quantique, mais on peut aussi prendre les devants dans 20 l'une des raisons importantes bit embrouillé. « Kai Xu a conclu.
Selon les rapports, le travail a été publié le 1er mai sur le site prépublication (arXiv: 1905,00320). Le lendemain, l'équipe a reçu un courriel d'un professeur britannique, a exprimé sa satisfaction pour les résultats expérimentaux. « Dans la lettre qu'il a fourni une bonne proposition de recherche, nous utilisons sa méthode complète l'expérience, plus pleinement valider nos résultats. » Song Chao a dit dans le journal papier « Science », l'équipe de recherche spécialement grâce un professeur britannique qui n'a jamais rencontré.
14 mai, l'équipe informatique du quantum d'IBM aux Etats-Unis (arXiv: 1905,05720) et de l'Université Harvard Rydberg équipe atomique (arXiv: 1905,05721) est également publié sur le site prépublication des résultats similaires. Le nombre de travaux rapportés trois bits entremêlés essentiellement plane, ce qui reflète l'état enchevêtré pour préparer en tant que représentant d'un contrôle de cohérence multi-qubit est actuellement la direction principale des efforts. Aujourd'hui, la « science » au cours de la même période a également publié un professeur de l'Université Harvard Mikhail D. équipe Loukine 20 expériences d'enchevêtrement d'atomes de Rydberg.
Cette recherche a été soutenue par l'Université du Zhejiang construction de fonds spéciaux « double classe », programme clé R & D de l'Etat, la Fondation nationale des sciences naturelles et de l'Académie chinoise des sciences Plus de programmes de recherche clés.
