受维多利亚时代启发的Proto量子计算机得到了速度提升

时间:2017-05-08 12:10:06166网络整理admin

作者:Jacob Aron(图片:构思人:Fabio Sciarrino,NicolòSpagnolo实现:NicolòSpagnolo)理论上,量子计算机应该超越普通计算机,但到目前为止,构建快速量子计算机的尝试还很短现在,一种基于维多利亚计数装置的方法似乎越来越近了这种原子量子计算机只能解决一个问题但是这个被称为玻色子采样的问题对于普通计算机来说似乎很难解决,因此物理学家希望这样的设备能够最终证明基于奇异物理的计算的前景 “目标是用最简单的方法展示量子至上,”意大利罗马Sapienza大学的Fabio Sciarrino说,他帮助开发了新机器 Boson采样器基于由19世纪的复仇派Francis Galton创建的设备来研究统计分布它由一块镶有胶印钉子的木板组成球从棋盘顶部一个接一个地落下,然后向下滑动,在每个钉子上向左或向右弹跳,然后收集在底部的箱子中由于球更容易在中央箱中结束而不是在边缘处,因此最终会在板的宽度上形成钟形曲线分布在计算机前期,它是计算这种分布的最佳方式之一,这种方法通常会在统计数据中出现量子版本交换光子球,光子沿着光学芯片中的交叉通道网络传播当两个光子碰撞时,它们随后的路径由量子力学定律决定,产生独特的分布有了足够的光子,在普通计算机上计算这种分布变得非常困难,因此在量子器件中使用真实光子进行计算是唯一可行的选择 2012年,包括Sciarrino在内的四个研究小组展示了第一批具有三个光子的玻色子采样器但由于难以按需生产单光子,因此扩展到更大的数字具有挑战性领先的方法,包括在水晶上射击激光,随机吐出光子,因此你不能立即在玻色子采样器中获得足够的光子这就是为什么Sciarrino转向了一个稍微不同的问题版本,称为散射玻色子采样这涉及使用更多数量的光子源,使得它们随机产生的光子具有更高的碰撞机会他的团队使用了六个光源,能够同时产生三个光子这意味着新的玻色子采样器在计算上并不比2012年的示例更强大,但平均运行速度是其4.5倍 “我们只展示了原理验证的改进,”Sciarrino说现在他的团队正在努力进一步改进其来源,目的是挑战普通的计算机 - 每个额外的光子大约是计算难度的两倍 “如果你想开始看到一个很大的改进,你需要20或30个来源”麻省理工学院的Scott Aaronson帮助提出了玻色子采样的想法,他认为这个设备是一个重要的里程碑,但是还没有突破 “希望他们将有更好的扩展,”他说 “二十或三十个光子将是壮观的”玻色子采样器本身并不具有用处,尽管去年哈佛大学的一组研究人员发表了一篇理论论文,表明人们可能能够计算出某些分子的振动特性 Aaronson说,无论如何,让一个人使用更多光子所需的技能和技术应该有助于在未来启用更多通用的量子计算机即使它无法计算大数量或执行其他量子技巧,明确证明量子至上的设备将是一项重大的科学突破也许第一个创纪录的玻色子采样器有一天会与Charles Babbage的差异引擎一起坐在博物馆里,这是现代计算机的机械前身 “我喜欢那个形象,”Aaronson说 “我会去博物馆参观”期刊参考:科学进展,DOI:10.1126 / sciadv.1400255关于这些主题的更多信息: