新发明量子协议可令信息传输速度达上限
传统电脑信息传播的速度上限是光速 ， 量子电脑领域信息传播的速度也存在上限 。 研究人员目前认为 ， 量子设备之间信息传输的上限 ， 根据量子设备建构方式的不同也不相同 ， 而不是一个统一的上限 。
上世纪70年代 ， 两位数学家利布和罗宾逊合作的研究最早提出了量子系统之间信息传输速度的上限 。 这个理论值被称为利布-罗宾逊极限 。 至今多年来 ， 科学家发现对于一些任务来说 ， 现在最好的算法也达不到这个上限值 。
他们发明的一套量子协议 ， 对于完成一些特定的量子任务来说 ， 已经能够达到理论上限的速度 。
研究称 ， 适用这种新协议的量子设备“以量子比特为基础模块 ， 并且它们即使不是互相挨在一起 ， 也会互相产生影响” 。 这听上去就是这些量子比特之间形成了量子纠缠状态 。
研究说 ， 研究组开始的时候是针对具有“其量子比特之间的互动随着距离的增加而减弱”这样特点的系统设计这套协议 。 结果设计出的协议适用的范围更广 ， 对于量子比特之间互动减弱的速度不是太快的多种系统都适用 。 像氮-空缺中心、里德伯原子、极性分子和离子阱这些目前用于研发量子比特的技术都与这套协议兼容 。
研究称 ， 通过这些量子比特之间形成量子纠缠的状态传递信息 。 以前的一些设计让信息像“篮球队员在场内传球一样 ， 一个一个地传下去” ， 而这个新设计更像“滚雪球”的机制 ， 传递的速度就像滚雪球一样越来越快 。
【|新发明量子协议可令信息传输速度达上限】“这项设计的创新在于 ， 把两个量子比特区块实现纠缠 。 以前的协议只想到先建立第一个纠缠区块 ， 这之后 ， 来自第二个信息块的量子比特要一个一个地并入到第一个区块中 。 现在 ， 我们把第二个信息块内的量子比特也实现纠缠 ， 然后再整块地并入第一个区块 。 这大幅提升了性能 。 ”
研究组分析了这个协议传递信息的过程 ， 认为量子比特“滚雪球”的传递速度已经达到了理论预测的上限 。 也就是说 ， 未来新发明协议传递信息的速度都不会超过这个协议 。
推荐阅读
- 为什么越来越多人，不相信量子力学呢？
- ?了解更多关于俘获离子量子计算的详细信息
- ?量子化学的基准方法才是最有用的
- ?我们该如何详细化研究量子计算
- ?构建既精确又低功耗的控制系统，研究半导体自旋量子位
- 一旦准备好初始状态，通过计算机的量子状态演变将由算法要求的序列确定
- ?微波和射频技术在量子计算中还有许多其他关键应用
- 量子计算机的未来以来：微小的二维材料导致量子计算的巨大进步
- 尽管量子计算取得了迅速发展，但必须做出努力，最大限度地利用NISQ设备
- 随着可靠的量子计算机的上线，这些量子算法将有持续的改进