量子计算:从比特到云端平台的探索
1. 量子比特读取保真度测量
实时确定量子比特状态的关键在于读取保真度测量。一般而言,信号之间的分离程度取决于探测信号的强度(读取信号中使用的光子数量以及输出链的总增益),而标准差(测量噪声)则取决于输出链中的噪声和平均时间。理想情况下,能在不到 1 微秒内实现高于 0.9 的读取保真度,借助量子逻辑阵列(QLAs),这一目标是有可能达成的。
IBM - Q 的研究人员正致力于提升量子处理器的读取保真度,目标有两个:一是使读取保真度的分布更紧凑,二是实现更好的时间控制。截至目前,他们已经研制出了包含 5 到 53 个量子比特的量子处理器,并且还有宏伟的扩展计划,预计到 2023 年推出 1000 个量子比特的处理器,最终目标是实现数百万个量子比特。
2. 超导回路的优缺点
在构建终极量子门的竞赛中,光学和超导技术的竞争仍在继续。大型组织选择超导回路,主要基于以下几个关键因素:
-错误率:以 Nagata 描述的光子量子门为例,其成功率仅为 1/9(11%),而超导回路的成功率则超过 99%。
-寿命:这是指量子态叠加能够维持的最短时间。量子比特以一定概率处于 0/1 叠加态,这种奇特的量子力学效应为解决问题提供了更多途径,使得量子计算相较于经典计算具有性能优势。
-成本:超导技术所需的低温绝缘设备成本高昂,普通用户难以承受,因此高校的物理实验室可能会选择线性光学技术。
超导量子比特的优点和缺点如下:
| 优点 | 缺点 |
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