مؤخرا، جامعة تشجيانغ، معهد الفيزياء، الأكاديمية الصينية للعلوم في معهد التشغيل الآلي، وبكين الحوسبة مراكز البحوث وغيرها من وحدات المنتخب الوطني إلى العمل معا لتطوير رقاقة الكم لديها 20 بت فائقة التوصيل الكم، ونجحت في تحقيق السيطرة على النضال على الصعيد العالمي، التحديث توليد عدد من المكدسة الرقم القياسي العالمي جهاز الكم التورط الحالة الصلبة. هذا التقدم اليوم نشرت في مجلة الأمريكية "العلوم".

إعداد متعددة و qubit الدولة الكم التجريبية منصة الحوسبة هو مقياس للقدرة على السيطرة على رمز المفتاح، والمنافسة الدولية هي خاصة شرسة. بعد تصميم الجهاز وإعداد، وقياس التجريبي والتحكم ومعالجة البيانات ما يقرب من عامين، وقد نجح فريق مشترك من العلماء الصينيين سوف تقدم إلى عدد البتات من التورط 20.

FIG: 20 و qubit رقاقة التخطيطي

"مهد" كمبيوتر الكم

بدأ حلم أجهزة الكمبيوتر الكم في 1980s. في عام 1982، عالم الفيزياء الشهير فاي مانتي فكرة: منذ فهم جوهر الطبيعة هو مقدار ما إذا كنا نستطيع خلق جهاز كمبيوتر الكم اتباع القانون، على نحو أفضل الكم العالم؟ كان من المسلم به أن تكنولوجيا الكمبيوتر الكم، مرة واحدة ناضجة، فإنه سيكون أكثر بكثير الحوسبة قوة من جهاز كمبيوتر الكلاسيكية.

الكمبيوتر باستخدام "0" و "1" تخزين المعلومات ومعالجتها. في الكلاسيكية الكمبيوتر، قليلا فقط باعتبارها مفتاح العاديين، أو 0 أو 1. كمبيوتر الكم هو مختلف تماما، لأن التورط فرضه، وهو "التحول الكم" قد تمثل 0 و 1، ونحن ندعو و qubit. تخيل عملة يستريح على الطاولة، ويمكنك ان ترى فقط في الجزء الأمامي أو الخلفي، وعندما كنت وضعت لتدور بسرعة، ترى كل من الجبهة والعودة مرة أخرى. وهكذا، كمبيوتر الكم عن العديد من القطع النقدية في حين يرقصون.

عدد البتات الكم، هو مؤشر مهم لقياس أداء جهاز كمبيوتر الكم. قبل التورط الكم فرضه، ن مترابطة-المكدسة، يمكن أن تولد الدول 2N. وهذا يعني، تضم ن بت ذاكرة يمكن تخزين أي الكلاسيكية بين البيانات الممكنة 2N لذلك، إذا كانت الذاكرة الكم، يمكن تخزين عدد من 2N في وقت واحد. أي ما يعادل 2N وحدة المعالجة المركزية الكمبيوتر الكلاسيكية في وقت واحد. كل قوة الحوسبة إضافية قليلا الكم، وأجهزة الكمبيوتر الكم تزيد أضعافا مضاعفة. وتفيد التقارير أن مستوى الكمبيوتر الكلاسيكي 30 بت القوة الحسابية للحواسيب الكم والكم تريليون عمليات الفاصلة العائمة في الثانية الواحدة، أي ما يعادل ألف مرة من سرعة سطح المكتب اليوم الكلاسيكية. ويعتقد أنه بمجرد أن يصل عدد 50 أو أكثر من بت الكم، ويمكن ان تظهر وراء العملاق القدرة الحاسوبية في التعامل مع قضايا محددة.

قضى البشر ما يقرب من 70 عاما، شهدت الكمبيوتر الكلاسيكية من ضخمة وغير مستقرة، بسهولة احتلال المختبر بأكمله، الجسم كله مغطى الميكانيكية تطور الجهاز صمام إلى الحواسيب الشخصية والهواتف الذكية والمحمولة التقدم، ولكن هناك العديد من الكمبيوتر الكلاسيكية من الصعب إن لم يكن من المستحيل لإكمال العملية، يمكن أن أجهزة الكمبيوتر الكم قيام بهذه المهمة. لدينا كل الأسباب لنتطلع إليها في العقود المقبلة، والحواسيب الكم من النظرية إلى التطبيق، أكمل على نطاق واسع التحديات أجهزة الكمبيوتر التقليدية لا يمكن حلها في كلمة السر تكسير، مجال تصميم الأدوية والذكاء الاصطناعي لاظهار مواهبهم الحوسبة.

ومع ذلك، في مواجهة ارتفاع الخيال، نموذج المختبر لا يزال وكأنه طفل في المهد، التي تنمو لتصل إلى لعب الدور الذي ينبغي أيضا أن يكون هناك عملية تدريب طويلة الركود. في السنوات الأخيرة، ودرجة التكامل التماسك على حد سواء المكدسة الفردية، والإخلاص من بوابة الكم، أو رقاقة الكم إعداد نطاق عالمي متشابكا الدولة، نحن باطراد. وفي وقت سابق، أنشأت الجامعة الصينية للعلوم وفريق البحث تقنية لمعالجة 12 بت فائقة التوصيل الكم التشابك لتحقيق رقم قياسي. اليوم، يتم تحديث هذا العدد، في حين أن البشر يمكن أن تتحكم بدقة العمل 20 فائقة التوصيل المكدسة.

20 ذرة من صنع الإنسان "القط شرودنغر"

في الكم فائقة التوصيل الحوسبة وفريق الكم محاكاة مختبر جامعة تشجيانغ، أكمل فريق التجريبي تصميم رقاقة فائقة التوصيل و qubit، بناء منصة ورصد ومراقبة العمل. الصلب ترتفع، وخطوط معقدة، لوحات الدوائر مكدسة كثيفة، أزيز الثلاجة ...... الدكتوراه تشاو سونغ تاو، غرفة كاملة هي جهاز كمبيوتر الكم، عن "المخ" ل الجزء السفلي من "الثلاجة" كبيرة في 80 سم قطر الاسطوانة.

بواسطة المجهر، و1 سم "الدماغ" - الموصلية و qubit رقاقة تشيع. 20 المكدسة، موزعة بالتساوي في محيط تجويف الوسط، كل ساق مثل اختراق المحور. "هذا هو موقفنا من الجيل الرابع التكرار تصميم الدوائر المختبرات، والهدف من ذلك هو الحصول على ما بين أي اثنين من المكدسة يمكن أن يكون المباشر 'الاتصالات' لتحقيق التشابك العالمي." واحد من المهندسين المعماريين من الشريحة، في المرحلة الجامعية تشانغ السرد. ويتم إنتاج هذه الشريحة من قبل معهد الفيزياء الدكتور لي Hekang، التحق بجامعة تشجيانغ في المستقبل القريب كما هو متوقع في مرحلة ما بعد الدكتوراه لجعل رقائق أكثر تعقيدا في وسط nanofabrication الصغير من جامعة تشجيانغ.

الصراع العالمي والتفاهم شعبية البتات الكمومية التي تعمل معا لإعطاء جميع الأطراف المعنية. الكم هي أرض مرتفعة التقنية التلاعب الحوسبة الكمومية، وتحقيق التشابك العالمي لاختبار ما إذا كان التلاعب علامة على النجاح. وقال شو كاي "ويمكن التحكم بشكل دقيق جدا، ثم مع الحفاظ على الجودة والاستقرار، وهو تحد كبير من الصعب أن.". جامعة شو كاي تشجيانغ بدأت تخرج قبل ست سنوات من التورط في فائقة التوصيل الحوسبة الكمومية، دكتوراه في العام الماضي وانضم بدأ معهد الفيزياء لبناء المعامل الخاصة بهم.

FIG: كلمات تشاو وفي الكم الحوسبة XU كاي ناقش التجريبية منصة الحافة.

مع هذه المجموعة التجريبية ومعايرة لتوليد رقاقة التورط الدولة GHZ العالمية 18 بت و 20 بت شرودنغر الدولة القط. "-، شرودنغر دولة قط واحد من 20 شخصا تتكون من 'القط' الذرات ونحن نفعل رؤية لا يمكن أن ينظر إليه العالم في تجربة هذه الظاهرة، مع أكثر وضوحا هو" وقال سونغ تشاو.

FIG: تحت سيطرة الظروف التجريبية، 20 ذرة من صنع الإنسان من مجموعة من تطور متماسك تبدأ في وقت صفر بعد عملية ديناميكية من القبض عليه. فإنه يأخذ أقل من 200 نانو ثانية، الدولة الجماعية للذرة اصطناعية انقلبت عدة مرات، وهناك يحدث مجموعة مختلفة من أجزاء (عدد من الكرات المقابلة لدائرة حمراء) دولة شرودنغر القط في نقاط مختلفة في الوقت المناسب، تشكل في نهاية المطاف العنصر 2 ( هناك نوعان من دولة المعاكس) في حين أن الدولة القط شرودنغر. لوحات A و B هي التوقعات النظرية والملاحظات التجريبية. ينصح الرسم البياني C للمكون منظور إعادة رسم 5 شرودنجر الدولة القط جديدة، يظهر في المنطقة الزرقاء لكرة أثبتت بقوة أكبر وجود تشابك الكم.

في نانو ثانية فقط 187 (الناس فقط وميض العين المطلوبة للمرة المليون)، الذري من 20 إلى صنع الإنسان "بداية" دولة متماسكة، بعد عدة "التغيير"، وفي نهاية المطاف الوجود تشكيل التورط دولتين المعارضة. عنوان الرسالة، استخدم فريق "دولة القط شرودنغر" لوصف هذه الظاهرة من القبض عليه. هذه الدول متشابكا السيطرة و qubit تولد العالمية، بمناسبة فريق يمكن تعبئة حقا هذه البتات الكمومية.

هذا هو "مشرق" من 187 نانو ثانية، شهدتها البشرية على الكم دراسة الطريق الحوسبة خطوة إلى الأمام.

الصف الأول

الكم البحوث الكمبيوتر والتنمية هو حقل الساخن المنافسة التكنولوجية الدولية. وضعت جوجل، IBM، ومايكروسوفت، وإنتل، هواوي، علي وغيرها من شركات التكنولوجيا الفائقة فى الكثير من القوة البحثية. الحالي، ونظام فيزياء الكم الحوسبة نظام مايكرو النظام الرئيسي البصري، وهو فخ أيون، والكم النقاط، على أساس فائقة التوصيل جوزيفسون دائرة الآثار العيانية بسبب مزاياها من حيث القدرة على المناورة وتطويره، ويشغل حاليا منصب العالم واعترفت أمل واحدة لتحقيق عدة البدني حساب الدعم الكم.

في السنوات الأخيرة، وجامعة تشجيانغ، قسم الفيزياء فائقة التوصيل الكم الحوسبة وفريق البحث الكم محاكاة التجربة تمت فائقة التوصيل الكم الحوسبة والمحاكاة الكم ارتكبت. 2017، وفريق مع فريق USTC بان جيان وى وقال تشو شياو بو، معهد الفريق الفيزياء تشنغ دونغ نينغ، وفوتشو الاستاذ في جامعة تشنغ شي شراكة تسمية 10 بت فائقة التوصيل رقاقة الكم، التي كانت في ذلك الوقت أكبر عدد في العالم من 10 فائقة التوصيل و qubit التشابك والضرب السابقة عقدت من قبل جوجل وجامعة كاليفورنيا، وسجلات سانتا باربرا، مما يجعل الصين في الصف الأول الدولي في مجال البحث كمبيوتر الكم.

"بالمقارنة مع غيرها من رقاقة فائقة التوصيل الكم في العالم، قمنا بتطوير شرائح لديه سمة مميزة، عندما يمكن ان تكون مرتبطة مع بعضها البعض بين جميع هذه المعاهدات، والتي يمكن أن تحسن كفاءة التشغيل من رقاقة الكم، ولكن أيضا يمكن أن نأخذ زمام المبادرة في 20 واحد من الأسباب الهامة بت متشابكة ". وخلص كاي شو.

ووفقا للتقارير، تم نشر العمل لأول مرة في 1 مايو في موقع ما قبل الطباعة (أرخايف: 1905.00320). في اليوم التالي، تلقى الفريق رسالة بالبريد الالكتروني من أستاذ البريطانية، أعرب عن تقديره للنتائج التجريبية. "في الرسالة قدم اقتراح البحوث الجيدة، ونحن نستخدم طريقته يكمل التجربة، أكثر التحقق من صحة تماما النتائج التي توصلنا إليها." وقال سونغ تشاو في مجلة رقة "العلم"، وفريق البحث خصيصا الشكر أستاذ بريطاني لم يلتق قط.

14 مايو، الولايات المتحدة IBM فائقة التوصيل الكم فريق الحوسبة (أرخايف: 1905.05720): يتم نشر أيضا على الموقع الإلكتروني لورقة نتائج مماثلة وفريق ذرة جامعة هارفارد ريدبيرج (+1905.05721 أرخايف). عدد أفادت عمل ثلاثة أجزاء متشابكة أساسا شقة، مما يعكس حالة متشابكة لإعداد كممثل للتحكم متعددة و qubit التماسك حاليا الاتجاه الرئيسي في الجهود. اليوم، كما نشرت "العلم" خلال نفس الفترة الأستاذ في جامعة هارفارد فريق ميخائيل D. وكين 20 ريدبيرج تجارب نووية التشابك.

وأيد هذا البحث من قبل جامعة تشجيانغ البناء "الطبقة المزدوجة" الصناديق الخاصة، R رئيسي الدولة وبرنامج D، المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية وأكاديمية الصينية للعلوم البرامج البحثية الرئيسية.

الرقم: جامعة تشجيانغ في فائقة التوصيل الحوسبة الكمومية والمحاكاة الكم النضال مختبر للشباب، بما في ذلك المدارس المقبلة ومؤخرا تخرج طلاب الدكتوراه (من اليسار إلى اليمين هو تشانغ سوريا، وو الجديدة، Guoqiu جيانغ، رن ينهو، كلمات تشاو شو كاي، هانغ دونغ وانغ تشن). عملهم الشاق هو مصدر للفرق بحثية للحفاظ على المضي قدما. التصوير الفوتوغرافي / لو Shaoqing

(المصدر: عميل صحيفة الشعب اليومية)