写于 2017-09-13 03:04:14| 金沙平台| 总汇

四组科学家宣布了两年前麻省理工学院研究人员提出的量子计算方案的进展,该方案有可能导致“量子奇点”

2011年初,麻省理工学院的一对理论计算机科学家提出了一项光学实验

利用量子力学的奇怪定律来执行传统计算机上不可能的计算

伦敦帝国理工学院的一位量子计算研究员当时评论说,这项实验“有可能让我们超越我想称的'量子奇点',我们做的第一件事就是我们做不到的事情

在经典计算机上做

“实验涉及产生单个光子 - 光粒子 - 并使它们通过迷宫般的光学元件同步,以便它们同时到达一组光子探测器

麻省理工学院的研究人员 - 电气工程和计算机科学副教授斯科特·阿伦森(Scott Aaronson)和他的学生亚历克斯·阿尔希索夫(Alex Arkhipov)认为,由于他们的实验可能很难实现,因此它可能比构建功能齐全的量子计算机更容易

12月,以昆士兰大学,维也纳大学,牛津大学和米兰理工大学为中心的四组不同的实验物理学家报告完成了Aaronson和Arkhipov实验的基本版本

其中两个小组的论文在“科学”杂志上屡屡出现;另外两篇论文尚未发表

然而,所有四篇论文都在三天内出现在研究论文在线汇编arXiv上

Aaronson是昆士兰州的论文的共同作者,Justin Dove是电气工程和计算机科学系的研究生,也是麻省理工学院光学和量子通信组的成员

更换频道Aaronson和Arkhipov实验的原始配方提出了一种分束器网络,这种光学设备通常用于将光信号分成两半并沿着单独的光纤传输

在实践中,大多数在arXiv上发表论文的团体 - 昆士兰集团以外的其他团体 - 使用称为波导的通道来构建他们的网络在单个芯片上,以路由光子

当两个波导足够靠近在一起时,光子可以自发地从一个波导跳到另一个,模仿分束器引起的行为

在传统计算机上执行计算是不可能的,需要一个由数百个分束器组成的网络,其中有数十个通道可以进出

几十个光子将通过一个随机的通道子集射入网络;光电探测器会记录它们出现的位置

这个过程必须重复数千次

在arXiv上发表论文的小组使用了大约10个分束器的网络,其中有四个或五个通道,以及三个或四个光子

所以他们的工作构成了原理的证明 - 还不是“量子奇点”.Aaronson和Arkhipov的实验所执行的计算是模糊的并且不是很有用:从技术上讲,它是从大矩阵的永久物定义的概率分布中进行采样

然而,有人建议使用光学信号进行通用量子计算,最重要的是称为KLM,其创始人伊曼纽尔·尼尔,雷蒙德·拉弗拉姆和杰拉德·米尔本之后

根据Dove的说法,量子计算界的一些人认为,Aaronson和Arkhipov的实验可能难以用必要数量的光子来完成,研究人员最好不要试图建立完整的KLM系统

但是,Dove说,“Scott和我喜欢推荐这个想法的方式之一是我们需要做KLM的中间步骤

”建造KLM光学量子计算机需要构建执行Aaronson-Arkhipov实验所需的一切 - 加上一堆其他的,甚至更具挑战性的技术

“你可以想到斯科特和亚历克斯的结果说,'看,表演KLM的其中一个步骤本身就很有趣,'”多夫说

“所以我认为我们不可避免地要进行这些实验,无论人们是否用这种方式标记它们

”期刊参考文献:来源:麻省理工学院新闻办公室Larry Hardesty图片:Christine Daniloff / MIT转载麻省理工学院新闻许可