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反馈技术将量子叠加时长提高1000倍

量子计算机胜过传统计算机的“秘密武器”是量子叠加,但量子叠加很脆弱,延长其寿命是研制大型通用量子计算机面临的主要“拦路虎”之一。在7日出版的《自然》杂志上,美国科学家称,他们在由合成钻石制造的量子设备内使用一种量子反馈技术,将量子叠加的时长提高了1000多倍,向最终研制出可靠的量子计算机迈出了重要一步。 上海交通大学物理与天文系金贤敏教授对科技日报记者解释称,反馈控制是让大多数物理系统保持稳定的最好方法:测量系统目前的状态并产生一个控制信号,控制信号能让系统返回其理想状态,但测量会破坏量子叠加,因此,量子计算机专家不得不“忍痛割爱”。最新论文主要作者、麻省理工学院(MIT)核科学和工程学副教授葆拉·卡佩拉罗说:“我们用量子的反馈控制来保护量子叠加,在此过程中不需要测量。” 最新系统使用钻石内的氮空位中心:纯净钻石由采用规则晶格结构排列的碳原子组成。如果一个碳核不在应在的晶格内,那就是一个空位。如果一个氮原子鸠占鹊巢,......阅读全文

新型量子位稳定性提高10倍 开发更可靠硅基量子计算机

缀饰量子位示意图   物理组织网近日载文称,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)科学家最新开发出一种新的量子位,其量子叠加态稳定性比此前提高了10倍,有助于开发更可靠的硅基量子计算机。相关研究成果在线发表在《自然·纳米技术》上。   量子计算机的速度和能力有赖于量子系统对叠加在一起的多个量子进行同时处

量子门叠加态首次在实验室实现

  奥地利物理学家成功在实验室将两个逻辑门叠加构建出全新量子计算机模型,能比标准量子计算机更高效地完成量子计算任务。新研究有望为全新量子计算建立理论基础,并设计出计算速度更快的量子计算机。  虽然量子力学理论中还有诸多未解之谜,但许多量子现象已经得到验证并运用于多个领域:从超安全通讯到寻找现有通讯的

量子门叠加态首次实现有望为全新量子计算建立理论基础

  奥地利物理学家成功在实验室将两个逻辑门叠加构建出全新量子计算机模型,能比标准量子计算机更高效地完成量子计算任务。新研究有望为全新量子计算建立理论基础,并设计出计算速度更快的量子计算机。  虽然量子力学理论中还有诸多未解之谜,但许多量子现象已经得到验证并运用于多个领域:从超安全通讯到寻找现有通讯的

中国光量子比特纠缠数目逐次刷新世界纪录意义何在?

  5光量子比特纠缠、6光量子比特纠缠、8光量子比特纠缠、10光量子比特纠缠,18光量子比特纠缠……  在位于中国科技大学东区理化大楼中编号为“01003”的实验室内,密布着错综复杂的管线及各类光学和电子设备,中科大教授潘建伟和他的团队在这里不断攻关,刷新着光量子比特纠缠数目的世界纪录。日前,潘建伟

走近“颠覆性技术”:量子通信能否取代传统通信?

   打个电话,会不会被窃听?通过网络传送一份保密文件,途中被他人窃取咋办……现代社会,信息安全面临的问题越来越多。  有没有一种不可破译的保密方式,能让传送的信息绝对安全可靠?近些年来,量子通信技术的飞跃发展正让梦想成为现实。  一问:什么是量子?  量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的

量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式

   打个电话,会不会被窃听?通过网络传送一份保密文件,途中被他人窃取咋办……现代社会,信息安全面临的问题越来越多。  有没有一种不可破译的保密方式,能让传送的信息绝对安全可靠?近些年来,量子通信技术的飞跃发展正让梦想成为现实。  一问:什么是量子?  量子是光子、质子、中子、电

物理学者首次提出量子隔空传输生命体的记忆

  在科幻电视剧《星际迷航》中,能够远距离传输宇航员的传输仪让人印象深刻。在最近一项研究中, 美国普渡大学李统藏教授和清华大学尹璋琦博士提出把低温冷冻的微生物放在一个电机械振子上来制备活体生物的量子叠加态, 并实现其内部状态和质心运动的量子隐形传态。  微生物的量子隐形传态示意图。利用隐形传态能够把

量子卫星来啦,瞬间移动还有多远?

  还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……  在量子世界里,这或许不是幻想。  啥是量子?简单来说,量子是构成物质的基本单元,是能量的最基本携带者,不可再分割。量子世界中有两个基本原理:一个是量子叠加,就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上,著名的

瞬间移动、信息绝密能实现吗?六问神奇量子世界

   还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……  在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军,带你一起走进神奇的量子世界。  

瞬间移动、信息绝密能实现吗?六问神奇量子世界

还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间…… 在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军,带你一起走进神奇的量子世界。

超导量子实验团队:模拟Bose-Hubbard梯子模型多体量子系统

  中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子实验团队,联合中国科学院物理研究所范桁理论小组,在超导量子计算实验领域取得新进展,在一个集成了24个量子比特的超导量子处理器上,通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控,实现了Bose-Hubbard 梯子模型多体量子系统的模拟。该研究成

新材料如何实现“量子飞跃”

长期以来,人们对量子信息技术应用的关注一直集中在数据传输和加密等领域。新研究将目光转向化学领域,使量子系统有望助力开发新药和新材料等。研究人员最近使用量子计算机对简单分子进行建模,实现新材料的“量子飞跃”,成为量子计算商用化的开始。 美国《麻省理工科技评论》日前将“材料的量子飞跃”列入20

韩提出检测量子叠加态新方法

  据美国物理学家组织网6月29日报道,韩国首尔大学最近提出一种数量方法,能测量各种不同类型的量子叠加态,也称为“薛定谔猫态”,根据叠加的大小和相干程度来比较不同的“薛定谔猫”。该方法有助于在宏观条件下严格实验量子力学,对研究宏观量子现象、制造非传统物理状态以及各系统的量子态相干都具有

人工量子系统中量子纠缠新途径被发现

  记者从浙江大学获悉,该校物理学系和量子信息交叉研究中心王大伟研究员同王浩华教授联合国内外多个研究团队,首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用,演示出利用手征自旋态制备量子纠缠的新方法。这项研究成果于22日发表在《自然·物理》杂志上。  “手征性是指物体和它的镜像不能重叠。好比左右手,互为镜

人工量子系统中量子纠缠新途径被发现

   记者从浙江大学获悉,该校物理学系和量子信息交叉研究中心王大伟研究员同王浩华教授联合国内外多个研究团队,首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用,演示出利用手征自旋态制备量子纠缠的新方法。这项研究成果于22日发表在《自然·物理》杂志上。  “手征性是指物体和它的镜像不能重叠。好比左右手,互为

南京大学马小松团队实现光的波粒二象性的可控叠加

  光究竟是波还是粒子,还是二者的叠加?这个问题对于有点量子力学基础的人并不难回答,但难以回答的是人们能否对这种叠加性质进行操控?  2019年9月2日,南京大学物理学院马小松教授团队在自然杂志子刊《自然-光子学》上报道了他们的最新研究结果,该团队首次演示了单光子波动性和粒子性的非局域可控叠加。  

揭秘微观世界“小精灵”:量子为人类打开“新世界”

  5月3日,中国首台多光子可编程量子计算机在上海亮相,演示了超越早期经典计算机的量子计算能力,并在世界上首次成功实现十个超导量子比特纠缠。  首颗量子科学实验卫星“墨子号”升空,全球首条远程量子通信骨干网“京沪干线”将正式启用。究竟什么是“量子”,它如何改变我们的生活?今天,让我们一起来认识一下这

实验演示用集体测量减少测量对热力学演化的反作用影响

  中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子测量研究中取得新进展,该研究团队李传锋、项国勇研究组与德国马克斯·普朗克研究所博士Martí Perarnau-Llobet合作,在光子系统中首次实验演示使用集体测量(collective measurement)减少热力学中量子投影测量的反作

我国学者实现超越标准量子香农理论的量子通信

  记者常河、马荣瑞从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队在量子通信实验研究中取得重要进展,首次实现超越标准量子香农理论的量子通信。  香农理论是经典信息论的基础,其中信息载体是经典系统。20世纪40年代末,美国数学家、信息论创始人克劳德·香农根据经典物理定律建立了数据传输模型,发展出了信息论。

量子是什么?从微观世界规律到人类新物理革命

  19世纪末,欧洲一些学者认为从牛顿力学到热力学、电磁理论,人类的“物理学大厦”已全部建成,再没有多少可研究的了。 但是,在1900年,德国物理学家马克斯·普朗克提出了量子理论,为人类开启了探索“微观世界规律”的“新物理革命”。量子理论也与相对论一起,成为现代物理学两大支柱

科学家首次以手征特性制备薛定谔猫态

  近日,浙江大学物理学系和量子信息交叉研究中心研究员王大伟和教授王浩华联合国内外多个相关团队,首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用,演示了利用手征自旋态制备量子纠缠的新方法。该成果于1月22日发表在《自然—物理》。  说起量子力学,总是绕不过那只著名的“薛定谔猫”。量子叠加和量子纠缠的发现

中国科大等合作研究实现量子态在非相干操作下的转化

  中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子相干性理论与实验研究中取得新进展,该团队李传锋、项国勇等人与波兰华沙大学以及德国乌尔姆大学理论物理学家合作,首次在理论上完全解决量子比特在非相干操作(不增加相干性的操作)下的转化问题并设计实验进行了验证,该成果2月13日发表在国际物理学学术期刊

《自然-物理》:潘建伟小组成功实现六光子薛定谔猫态

中国科大微尺度物质科学国家实验室潘建伟和他的同事杨涛、陆朝阳等,最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态,刷新光子纠缠和量子计算领域的两项世界记录。该项研究成果以封面标题的形式发表在最新一期英国《自然》杂志的子刊《自然-物理》上。审稿人评价其是“光学量子计算

大家来打假:量子水、量子减肥...到底哪个才是真的

  这两年我们国家量子科学研究喜遇丰收好年景,我国研制的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”量子卫星顺利升空,利用“墨子号”,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验

“纳米冰箱”成功为量子电路制冷

  《自然·通讯》杂志在线版8日刊登了芬兰科学家的一项突破性研究成果:他们研制出一种被称为“纳米冰箱”的量子电路制冷装置,能让量子位保持在足够低的温度下,从而准确可靠地运行。研究人员表示,这种制冷器未来能集成到包括量子计算机在内的多种量子电气设备中。  普通计算机用0和1存储信息,可通过制冷扇或制冷

耦合量子相干态的飞秒时间分辨二维电子光谱测量

  玻尔曾经说过,谁要是说他懂了量子理论,那么说明他完全不了解量子力学(If you think you can talk about quantum theory without feeling dizzy, you haven't understood the first thing a

量子消相干现象被成功抑制

  据美国物理学家组织网近日报道,美国南加州大学的研究人员日前通过强磁场成功抑制住了量子消相干(即量子相干性消失)现象,为量子计算机的发展扫除了一大障碍。相关论文发表在《自然》杂志网站上。   传统计算机在运算中所采用的是传统比特,在特定的时间中传统比特所代表的是1或0;而量子计算机

由单光子控制的全光晶体管问世

  据物理学家组织网7月4日报道,美国麻省理工学院(MIT)电子研究实验室(RLE)、哈佛大学以及奥地利维也纳技术大学的科学家们在最新一期《科学》杂志撰文指出,他们研制出了一种由单个光子控制的全光开关,新的全光晶体管有望让传统计算机和量子计算机都受益。   新的全光开关的核心是一对高度反

我们的宇宙在不断分裂?它可能只是量子多重宇宙的一支

  多重宇宙理论认为,我们的宇宙只是无数“气泡宇宙”中的一个。但无限个宇宙意味着无限种可能,因此该理论无法做出有意义的预言。为了解决这个问题,研究者求助于量子力学,他们推测,“气泡宇宙”并非共存于真实空间中,而是以不同的概率叠加在一起的,就像微观粒子处于量子态一样。  现在,许多宇宙学家都接受了一个

实验室中再现光合作用“最优路径”

  据美国物理学家组织网报道,美国研究人员日前开发出一种探测植物光合作用过程的新方法。该技术有助于加深人们对光合作用这一利用太阳能最有效的方式的理解,改进现有太阳能电池的设计,提高其转换效率。相关论文发表在美国物理学学会期刊《化学物理学》上。   植物和其他光合生物之所以能够吸收太阳