雁塔区住房和城乡建设局网站,信息流广告优化师,官网静态html模板,h5制作软件电脑总部位于巴黎的初创公司AliceBob使用超导芯片的两个相反的量子态#xff08;他们称之为“猫态量子比特”芯片#xff09;来帮助开发量子计算的不同自旋方式。#xff08;图片来源#xff1a;网络#xff09;
有的人认为#xff0c;构建量子计算机的模块模仿了著名的… 总部位于巴黎的初创公司AliceBob使用超导芯片的两个相反的量子态他们称之为“猫态量子比特”芯片来帮助开发量子计算的不同自旋方式。图片来源网络
有的人认为构建量子计算机的模块模仿了著名的思想实验——“薛定谔的猫”量子物理学本质上是将猫关在盒子里让它处于生与死之间的模糊状态当有人打开盒子时才会确定猫是死还是活。现在一家法国初创公司表示通过尽可能地“模仿”薛定谔的猫可以加快建造强大的量子计算机同时亚马逊也在走这一战略路线。
经典计算机是通过打开或关闭晶体管将数据符号转化为1或0而量子计算机使用的是量子比特qubits。根据量子力学原理量子比特可以同时以1和0的叠加状态存在。这本质上是允许每个量子比特同时执行2个计算随着量子比特的数目增长它们可以同时执行的计算就越多甚至达到指数级。
新策略依赖于所谓的“猫态”这是一对完全不同的量子态彼此截然相反就像著名的“薛定谔的猫”一样。
量子计算应用中首先引起广泛关注的是密码破解。现代密码学大部分都依赖于经典计算机在解决诸如因式分解等数学问题时面临很大困难。然而使用Shor的整数分解算法量子计算机甚至可以快速破解高度安全的RSA-2048加密。
然而当前量子计算机的一个关键缺点是其内部运作容易出错。科学家可以通过冗余量子比特来解决这些高错误率。然而这些量子纠错策略通常需要较高的硬件开销。例如对于每个有用的“逻辑”量子比特他们可能需要1,000多个冗余“物理”量子比特。
另一种策略侧重于质量而不是数量致力于设计稳定的抗错误量子比特。最近总部位于巴黎的法国初创公司Alice Bob透露其策略可以将Shor算法所需的量子比特数量削减60倍。
理论上科学家可以使用量子系统的几乎任何一对状态来编码量子比特例如使用分子中潜在的两个不同能级。相比之下AliceBob的策略取决于“猫态”它由成对的状态组成这些状态彼此截然相反就像原始薛定谔的猫所经历的生死状态一样。
研究人员发现当量子比特的状态在0和1之间翻转时对于比特翻转的常见错误源猫态量子比特就具有很强的抵抗力。AliceBob指出这种情况下通常只有一个常见的错误源需要纠正而不是两个这大大简化了量子计算机的设计。
破解RSA-2048加密预计需要大约2,200万个量子比特。然而如果使用猫态量子比特研究人员计算出他们可以将这个数字降至350,000。
AliceBob正在研究的量子比特是超导设备像谷歌、IBM等在其量子计算机中使用的量子比特一样。具体来说这依赖于可以在两种振荡状态之间波动的超导微波谐振器。
该公司与法国替代能源和原子能委员会合作估算了在破译依赖于600位十进制位数的庞大数字RSA-2048 涉及的内容时可能需要哪些硬件才能超越传统计算机。传统超级计算机无论运行多长时间都无法解决这个问题但量子计算机可能会在不到一天的时间内解决。
之前的研究表明使用当今错误丛生的量子计算机Shor算法需要大约2200万个量子比特才能破解 RSA-2048。相比之下AliceBob只需要大约350,000个猫态量子比特即可完成相同的任务。
AliceBob首席执行官兼联合创始人Théau Peronnin表示“不仅在硬件方面在算法和架构方面也仍然存在改进的空间。还有很大的机会进一步减少运行这些代码所需的开销。”
该初创公司的目标是在今年年底前拥有一个14量子比特系统Peronnin表示在接下来的几年里该公司希望开发出一种能够实现一个逻辑量子比特的40量子比特设备这是一种能够实现错误指数级减少的系统。
该公司的猫态量子比特目前在10秒内就降解。该公司的目标是将其改进到8小时乃至1个月。
Peronnin说“目前还没有合适的无可争议的逻辑量子比特。谷歌的最新实验正处于这一里程碑的门槛上他们可以根据需要添加任意数量的量子比特虽然没有什么改进但也不会退化。为了让我们的团队开发出寿命更长的逻辑量子比特我们需要40个猫态量子比特。”
目前Alice Bob 正在进一步改进其猫态量子比特。例如该公司的设备显示比特翻转时间约为10秒比以前的猫态量子比特快了约4个数量级。但该公司希望将其改进到至少8小时甚至是1个月。应对这一挑战的一种方法是保护量子计算机免受来自外太空的宇宙射线的影响这些射线可能导致基于超导量子比特的量子计算机大约每10秒遭受一次灾难性的错变。
Alice Bob还希望降低其猫量子比特相位翻转错误率。Peronnin说“我们有很多方法可以通过提高制造质量来改善但这还不是最先进的。”
Alice Bob面临的一个主要挑战是亚马逊可能会利用Alice Bob团队的研究来帮助指导自己开发猫态量子比特。
Peronnin说“作为一家年轻的初创公司当我们得知亚马逊正在研究猫态量子比特时我们的第一反应是大汗淋漓。但后来我们意识到这也是一件好事我们不是在竞争谁会获胜这是猫态量子比特与其他可能的技术之间的角逐所以对我们来说这是很好的外部验证。总而言之亚马逊是一个强大的竞争对手我们正在共同推动这项技术的前沿发展。有这样的竞争真是太好了就像大卫对抗歌利亚这确实让我们的团队充满了斗志。”
编译卉可
编辑慕一 特此说明量子前哨翻译此文仅作信息传递和参考并不意味着同意此文中的观点与数据。
