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大突破!矽片上首次成功實現三量子比特同時糾纏

量子糾纏是相干量子態的一個基本屬性,也是量子計算的一個重要資源。在大規模的量子系統中,錯誤的積累需要量子糾錯的概念。糾錯的第一步是建立真正的多量子比特糾纏,這已經成為量子計算平台的性能基準,如超導電路,陷落離子和鑽石中的氮空穴中心。

在大規模量子計算設備的候選者中,矽基自旋量子比特提供了傑出的奈米加工能力,可以進行擴展。在最近的一項研究當中,科學家們已經在一塊矽片上實現了三個糾纏的量子比特一起運行。

兩個量子位的操作足以進行基本的邏輯計算。但三量子比特系統是擴大規模和實施糾錯的最小單位。研究人員說,使用矽點作為他們的量子比特的基礎,意味著可以對它們應用高水平的穩定性和控制。矽也使得擴大這些系統的規模更加實用,這也是該團隊在未來熱衷於做的事情。

研究團隊首先將兩個量子比特糾纏在一起,也就是所謂的雙量子比特門--量子計算機的一個標準構件。然後,該門與第三個量子比特相結合,保真度達到令人印象深刻的88%(衡量系統的可靠程度)。

示意圖,與本新聞無關

每個量子矽點持有一個電子,其自旋上升和自旋下降的狀態進行編碼。該裝置還包括一個集成磁鐵,使每個量子比特能夠使用磁場單獨控制。

這一研究成功將量子計算機的商業化推進了一大步。更重要的是,研究人員認為,量子矽點在同一電路中連接越來越多的量子比特,還有很多事情要做。全面的量子計算機可能比我們想像的更接近。

這項研究題為"Quantum tomography of an entangled three-qubit state in silicon",發表在《自然·奈米技術》上。

責任編輯: 李韻  來源:前瞻網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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