科学家提出更简单的光子量子计算机设计方案
斯坦福大学的研究人员已经提出了一种更简单的光子量子计算机设计方案，并可沿用现成的组件。
 新颖的设计 斯坦福科学家的设计由两个主要部分组成：存储环和散射单元。存储环的功能类似于普通计算机中的内存，是一个光纤环路，其中包含围绕环传播的多个光子。类似于在经典计算机中存储信息的比特，在这个系统中，每个光子代表一个量子比特。光子围绕存储环的行进方向决定了量子比特的值，可以是0或1。此外，由于光子处于叠加态存在，因此单个光子可以同时向两个方向流动，这表示同时是0和1的组合的值。 研究人员可以通过将光子从存储环引导到散射单元来操纵光子，在那里它传播到包含单个原子的空腔。然后，光子与原子相互作用，导致两者"纠缠"，这是一种量子现象，其中两个粒子甚至可以在很远的距离上相互影响。然后，光子返回存储环，再用激光改变原子的状态。因为原子和光子是纠缠在一起的，所以操纵原子也会影响其配对光子的状态。 Bartlett说："通过测量原子的状态，你可以将操作传送到光子上。所以我们只需要一个可控的原子量子比特，我们可以用它作为代理来间接操纵所有其他光子量子比特。” 因为任何量子逻辑门都可以编译成在单个粒子上执行的一系列操作，所以原则上，你可以只使用一个可控的“原子代理量子比特”来运行任何大小的量子程序。为了运行程序，代码被转换为一系列操作，这些操作将光子引导到散射单元并操纵原子量子比特。因为你可以控制原子和光子相互作用的方式，所以同一个设备可以运行许多不同的量子程序。 Bartlett说：“对于许多光子量子计算机来说，光子通过的物理结构代表了不同的逻辑门，所以如果你想改变正在运行的程序，它通常涉及物理上重新配置硬件。而在这种全新的设计下，你不需要改变硬件，只需要给机器一组不同的指令。” 相关链接：https://phys.org/news/2021-11-simpler-quantum.html |
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