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觀熱點(diǎn)：超導(dǎo)量子比特首次通過貝爾測試
發(fā)布時(shí)間：2023-05-12 08:33:19
文章來源：科技日報(bào)
超導(dǎo)量子比特首次通過貝爾測試
(資料圖片)
貝爾測試可確認(rèn)兩個(gè)系統(tǒng)是否真的發(fā)生了糾纏。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）科學(xué)家在最新一期《自然》雜志上刊發(fā)論文稱，他們首次證明，相距30米的兩個(gè)超導(dǎo)電路通過了這一量子領(lǐng)域的關(guān)鍵測試，證明超導(dǎo)電路中的量子比特之間的確發(fā)生了糾纏。超導(dǎo)電路是構(gòu)建強(qiáng)大量子計(jì)算機(jī)有希望的候選方案，最新研究有望促進(jìn)量子計(jì)算和量子加密的發(fā)展，擴(kuò)大基于超導(dǎo)電路的量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模。
兩個(gè)超導(dǎo)電路之間30米長的量子連接的一部分。真空管（中心）包含一個(gè)微波波導(dǎo)，該波導(dǎo)被冷卻到絕對零度左右并連接兩個(gè)量子電路。
為使貝爾測試真正沒有漏洞，研究團(tuán)隊(duì)必須確保在量子測量完成前，兩個(gè)糾纏電路之間不能交換任何信息。由于信息傳輸最快的速度是光速，因此測量所需的時(shí)間必須少于光粒子從一個(gè)電路傳播到另一個(gè)電路所需的時(shí)間。ETH研究人員此前已經(jīng)確定，成功進(jìn)行無漏洞貝爾測試的最短距離約為33米，因?yàn)楣饬Ｗ釉谡婵罩行羞M(jìn)該距離需要大約110納秒，比研究人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所花費(fèi)的時(shí)間多了幾納秒。
在最新研究中，ETF科學(xué)家讓兩個(gè)各包含一個(gè)超導(dǎo)電路的低溫恒溫器通過一根30米長的管子連接，其內(nèi)部冷卻到略高于絕對零度的溫度，然后用隨機(jī)數(shù)生成器來決定對量子比特進(jìn)行何種測量，以避免人為偏差。研究人員以每秒12500次測量的速度進(jìn)行了400多萬次測量，將所有這些數(shù)據(jù)點(diǎn)放在一起分析，非常確定地發(fā)現(xiàn)，量子比特確實(shí)在經(jīng)歷愛因斯坦所說的“鬼魅般的超距作用”。
研究人員表示，他們開展的這一測試證明，超導(dǎo)量子比特有能力利用獨(dú)特的量子特性，跨越30米連接量子比特的成功對量子計(jì)算和加密尤其有希望，未來有望擴(kuò)大基于超導(dǎo)電路的量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模，例如出現(xiàn)類似量子超級計(jì)算機(jī)中心。
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