期刊信息
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:无线电电子学;物理学
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学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
首次验证硅双量子比特保真度(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】6 世界上最薄的阅读灯,还能当书签用 Nemuix 是由加拿大团队设计的极简主义阅读灯,不仅提供阅读照明还能当作书签,其低蓝光LED 灯甚至还能起到护眼助眠
6 世界上最薄的阅读灯,还能当书签用
Nemuix 是由加拿大团队设计的极简主义阅读灯,不仅提供阅读照明还能当作书签,其低蓝光LED 灯甚至还能起到护眼助眠的作用。这阅读灯完全可用“薄如蝉翼”来形容,外观类似我们在电子产品中常见的软性印刷电路板——在一片塑胶薄膜印上导电涂料,电源正负极有两片磁铁。用法也很简单,将两极的磁铁吸上纽扣电池就可点亮,官方称约可持续点亮4 小时。此外,当薄膜伸开后,LED 灯会保持在一个恰当的角度,夹在书中能随处可用。
全集成的量子芯片将主要应用于金融和医疗等行业,因为它可以加速制药化合物的计算机辅助设计过程,有助于识别和开发新药物。同时,还可以帮助开发新型更轻、更强的材料,用于飞机上的消费类电子产品最近,一项由新南威尔士大学的研究人员完成的硅双量子比特逻辑门技术,达到了98%的保真度。这是硅双量子门首次完成保真度的验证。双量子比特逻辑门是制造量子计算机必备的元素,项目负责人Andrew Dzurak表示,他们正在研究一项硅量子芯片,未来将投入实际应用。经过计算机行业数十年的辛苦研发,硅已经成为电子设备制造和集成化的理想材料。因此,硅将在量子计算机未来的发展中扮演十分重要的角色。原则上来说,量子计算机能够超越传统计算机完成更多种类的复杂计算。Dzurak教授表示:“所有的量子计算都由一个量子比特和两个量子比特的运算组成,它们是量子计算的关键要素,当具备这两者时就可以进行任何所需的计算,不过对两种操作的准确性都有很高的要求。”高保真度为计算量子操作的保真度,首先需要测评抗脱散能力——这是一种衡量量子活动过程的实际结果与理想结果之间差距的方法。当保真度低于完美的100%, 任何较低的保真度最终都会在多重操作中,将错误带入计算中。量子纠错就可以很好地缓解脱散现象,不过大多发生在必须以高保真度开始、高成本的操作系统中。量子纠错是创建大规模有用量子计算的关键步骤,因为所有的量子位都较薄弱,而且当出现错误时,就需要对错误进行及时纠正。Dzurak教授介绍到:“我们也首次进行了自旋共振进行控制的自旋,这对我们利用自旋量子位进行量子纠错是将是至关重要的一步,对于任何通用量子计算机都是不可或缺的。”当量子比特越精确,需要进行的纠错就越少,进而就可以快速扩大工程和制造,以实现一台实体大小的量子计算机。现在,Dzurak团队运用可旋转硅量子点,制成可以编码和处理量子信息的量子比特,并且验证了可旋转量子在运行过程中达到了98%的保真度。旋转量子点可用于制造量子计算机中必备的不可控量子逻辑门。今年早些时候,他们实现了单个比特量子逻辑门,打破99.96%的保真度纪录。Dzurak教授表示:“将近99%的保真度在我们预设的范围内,可见硅是一个可行的全集成量子计算平台。”除此之外, 研究人员还使用了Clifford 保真度基准测评评估整个系统,这是一个用于评估和比较多种不同科技范围内的量子比特系统性能的一种技术。测试量子比特的一项重要参数是观察量子比特抗外界噪音干扰的能力有多强,因为噪音能够快速破坏量子信息。同时,研究人员还在解决一系列的技术问题,比如囚禁离子、超导电路和半导体量子点。2015年,Dzurak教授团队率先在硅片上构建量子逻辑门,因此可以在两个量子比特信息之间进行计算,进一步清除了阻碍硅量子计算机实现的障碍。自此,全球许多科研团队都相继发表自己的硅双量子比特门。其实,在这次结果发布之前,大家都不清楚双量子比特逻辑门的准确性。准确性对量子的成功至关重要,研究人员表示:“保真度是一个关键参数,它决定了量子比特技术的可行性,如果量子比特操作近乎完美,量子计算只能允许极小的误差存在。”除了首次验证硅双量子比特运算的保真度以外,研究人员表示此次成果进一步证明硅作为技术平台非常适合扩展到通用量子计算上。超过50个量子门的操作团队成员Wister Huang解释到:“我们通过详细描述和缓解主要的错误来源,使硅双量子达到了很高的保真度,所以将量子门保真度提高到一定长度的随机标准序列——超过50量子门,就可以在我们的双量子比特器件中运行。” Dzurak 教授认为,在不久的将来他们会获得更高的保真度,并开始全集成、高容错的量子计算之路。目前的技术处于双量子位精度时代的边缘,而量子纠错能力正好与之相称。经典二进制计算机存储信息用的是:比特位(0或1);而量子计算机凭借两个“幽灵般”的量子物理原理:“纠缠”和“叠加”,产生出巨大的计算能力。量子计算机表示信息采用的是量子位。简单来说,量子位是一个双态量子系统(例如:光子偏振态或电子自旋态等等),它可以同时处于“即是0和又是1”的状态,也正是由于量子计算机一次可以存储多个值,所以可以同时处理它们,一次执行多个操作。未来,硅量子计算机芯片有望容纳几百万个量子位(qubits),相对于经典计算机中的比特位(bits)来说,量子位信息处理速度更快,有利于更高速的数据搜索、更完善的网络安全,更高效的材料和化学工艺仿真。从理论上说,量子计算机凭借量子位,可以轻松地解决过去耗时漫长才能解决的复杂计算问题,并且速度要快百万倍。量子计算是本世纪的太空竞赛,澳洲Dzurak团队的研究成果已经处于全球领先的地位,目前他们正计划在将量子计算从理论范围扩展到实际生活中。Dzurak 教授开发的以半导体元器件CMOS 技术为基础的自旋量子芯片(Spin qubits),在量子计算方面也具有良好的前景,极有可能利用现有的集成电路技术生成大量用于实际应用的量子比特。Dzurak的团队之前还展示了集成的硅量子位平台可以以单自旋可寻址性操作,就是在不干扰其邻居的情况下旋转单个自旋的能力。现在他们已经表明,可以结合这种特殊的量子读出过程(称为Pauli自旋阻塞),这是量子纠错码的关键要求,对于大型的、基于自旋的量子计算机来说,量子纠错码是确保精度所必需的。量子比特读出和控制技术的这种新组合是其量子芯片设计的核心特征。Dzurak表示:“我们已经展示了在硅量子比特元器件中实现Pauli自旋读出的能力,但是第一次实验中,我们还结合了自旋共振来控制自旋。”全集成的量子芯片将主要应用于金融和医疗等行业,因为它可以加速制药化合物的计算机辅助设计过程,有助于识别和开发新药物。同时,还可以帮助开发新型更轻、更强的材料,用于飞机上的消费类电子产品。近60年来,硅元素已经成为全球计算机行业使用的核心材料,其性能已经得到广泛的工业认可。研究小组在硅芯片上实验性地实现了这些功能的关键组合,使通用量子计算机的梦想更加接近现实。编译自《物理世界》《自然》杂志1 可口可乐推出酒味可乐风行超过一个世纪的可口可乐,也为不少酒精饮料调酒。最近,可口可乐公司宣布直接进军酒精市场,将于英国率先推出新产品系列 Signature Mixers 酒精可乐。Signature Mixers 酒味可乐系 列 有4 款:smoky、spicy、herbal 及 woody ,由世界顶级的调酒师把朗姆酒及威士忌等高浓度酒精与可乐混合而成。当然,酒味可乐和一般可乐的包装大有不同,采用了怀旧的 Hutchinson 玻璃瓶。可口可乐曾于 1894年使用这款瓶子盛装饮料,即使酒味可乐不合你的口味,Hutchinson 玻璃瓶本身已值得收藏。2 可以隐形的iPad Pro扩展坞去年10月份,苹果发布了新款11 英寸和12.9 英寸的iPad Pro,除了采用全面屏设计之外,最大的特点就是配备了 USB-C 接口,但如果想要接其他设备,还必须购买各种的转接线才可以。为了解决这个问题,目前已经有第三方配件厂商开始推出针对iPad Pro 设计的扩展坞设备。BoltHub的iPad 扩展坞,最大的特点就是可以做到几乎“隐形”。在接入 iPad Pro 上的 USB-C 端口后,它能够为平板增加 3.5mm 音频、4K HDMI、microSD / SD 读卡器,以及 USB Type-A 等接口。虽然要做到全面“隐形”还是有点难度,但 BoltHub 确实做到了相当的苗条和紧凑。3 Birò O2 再生塑料电动车Mandalaki Studio 与意大利汽车公司 Estrima 合作设计了由 80%再生塑料制成的电动概念车——Birò O2 。O2 新款基于最初的 Birò 汽车,一种专为城市通勤而设计的全电动汽车,其紧凑性足以停放在自行车停放区域,且配有可拆卸电池。Birò O2 不是用厚而高密度的 ABS 塑料,而是通过将废塑料再循环到无污染的车辆中来为废塑料带来新的生命。汽车的所有其他元件,如座椅、转速表、方向盘和车门,都是由各种类型的非再生塑料制成,主要是热成型 PVC。4 Clairy 植物空气净化器Clairy 提供的只是容器——一个小陶瓷花瓶,上面安装了一个打通瓶身的风扇。Clairy 设计上希望将空气气流从其栽培的植物叶片表面,引入土壤中,由植物的根部和土壤中的微生物进行净化,祛除空气中的氨、苯、二甲苯、三氯乙烯和甲醛等化合物,最终从风扇中吹出带有田园泥土气息的新鲜空气。Clairy 内安装的传感器可以对室内有毒气体,湿度和温度进行监测,它的Android/iOS app 为你在手机上直观地提供上述信息,而且还提供了提升室内空气质量的建议。5 创意绘图工具,是圆规还是相机光圈?伦敦的设计工作室“makers cabinet”从十八世纪的设计作品中吸取灵感,利用照相机镜头光圈的结构创造出一款绘图工具。这款名为“iris”的工具的不锈钢叶片沿实心黄铜外圈内侧旋转,能够绘制出圆形或对圆进行测量,内圈叶片可以随意伸缩成某个特定尺寸。设计者认为,传统制图圆规并不能满足使用需求,因此makers cabinet 从相机光圈中获得灵感,最终创造出使用了相同结构的工具。圆的比例用红点标记,因而使用者可以无需其他工具直接读取圆的直径。6 世界上最薄的阅读灯,还能当书签用Nemuix 是由加拿大团队设计的极简主义阅读灯,不仅提供阅读照明还能当作书签,其低蓝光LED 灯甚至还能起到护眼助眠的作用。这阅读灯完全可用“薄如蝉翼”来形容,外观类似我们在电子产品中常见的软性印刷电路板——在一片塑胶薄膜印上导电涂料,电源正负极有两片磁铁。用法也很简单,将两极的磁铁吸上纽扣电池就可点亮,官方称约可持续点亮4 小时。此外,当薄膜伸开后,LED 灯会保持在一个恰当的角度,夹在书中能随处可用。
文章来源:《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/qikandaodu/2020/1224/399.html