【超導三人糾纏】

江南布衣

【超導三人糾纏】

 

 

 

三粒子糾纏聖塔芭芭拉風格

兩個獨立隊的物理學家，在美國有三個超導量子糾纏位（量子比特）的第一次。

 

糾纏三重奏是特別感興趣，因為這些建築三是量子計算機的最低人數需要做量子糾錯 -

 

這是需要保持量子計算機上運行。

 

儘管承諾的表現優於傳統計算機的某些任務，量子計算機只能是有用的物理學家可以解決如何糾纏相對大量的量子比特。

 

到目前為止，研究人員已經成功地糾纏多達八個離子量子比特和10比特的光子。

 

但是，當涉及到超導量子糾纏，限制迄今只有兩個。

 

雖然他們難以糾纏，超導量子比特可以有多個優點。

 

特別是，他們完全固體狀態，這意味著它們具有魯棒性，可以實現非常像傳統的電子設備。

 

新的超導量子糾纏三重奏是由John馬提尼和同事在加州大學聖巴巴拉分校，以及由羅伯特 Schoelkopf和他的團隊在耶魯大學。

 

聖巴巴拉團隊曾設計了一種方法兩個超導量子比特的糾纏早在2006年，而去年曾在耶魯大學的研究人員執行幾個量子計算算法採用兩個超導量子糾纏。

 

 

糾纏 transmons

耶魯大學的物理學家利用量子位被稱為“transmons”。

 

每個 transmon是由兩個小件連接兩個超導體隧道結。

 

該超導體含有大量的“庫珀對”可移動的電子在材料中沒有任何電阻。

 

能級的粒子被定義為精確分佈庫珀對兩件超導體。

 

一個這樣的能量狀態被表示為邏輯“0”和另一個國家“1”。這兩種狀態之間躍遷產生吸收或發射微波光子。

 

耶魯隊取得了芯片包含四個 transmons是耦合到微波波導。四transmons安排為兩個二量子比特控制相（C相）邏輯門。

 

 

它是如何工作在耶魯

製作一個 GHZ態

大門是用來套住三個量子比特，並創建一個格林伯格-霍訥 - Zeilinger（GHz）的狀態。

 

這是一個疊加的狀態，其中三個量子比特為“0”和國家中，所有三個比特是“1”。

 

該 GHZ態是由兩個量子比特首次纏住使用一架C -相位門。另一門則用來套住第三量子位的糾纏對。

 

該小組利用量子糾纏驗證狀態斷層。

 

這包括創建 GHZ態，測量值的比特 -

 

然後重複整個過程中的許多倍。這是必要的，因為個人的測量粒子系統進入一放了許多可能的狀態。

 

多次測量，繪製出需要的概率，該系統是在一定的狀態。

 

 

振盪階段

與此同時，在聖巴巴拉，馬丁尼，馬修尼利及其同事利用超導量子比特相位實現三量子位的糾纏。

 

A相量子比特是一個單一的約瑟夫森結，其中包括兩塊超導金屬分隔由一個非常薄的絕緣層。

 

這兩個邏輯電平被定義為量子振盪的相位差電極之間的交界處。

 

這個團隊創造了GHZ態使用類似的技術在耶魯集團 -

 

 除了它的微波電路配置，形成兩個控制非（控制非門）蓋茨，而不是C相門。

 

聖巴巴拉組然後重新配置的電路，創造另一種類型的糾纏態被稱為“W”的狀態。

 

這是一個疊加的三個國家之一，其中的三個比特是“1”，另兩個量子比特為“0”。

 

 “為了建立這個國家，我們只是一個激發量子比特，將一個單一的量子能量到系統中，”

 

解釋尼利。

 

“然後，我們打開一個耦合相互作用所有對量子比特，其傳播出去，一個激勵三者間量子比特。”

 

這種互動是創建連接在一起使用量子比特網絡的電容器。

 

如果剩下的相互作用對適量的時間有一個相同的概率找到任何激勵三個量子比特，尼利說 physicsworld.com。

 

 

有用以不同的方式

無論是GHz和W態的預期將發揮重要作用的量子計算。

 

據尼利，W態相比仍相對完整其他糾纏態。

 

這是因為破壞了一個量子比特的量子性質並不一定破壞糾纏其他兩個量子比特糾纏 GHZ可能是特別有益的量子糾錯，以保護從一個量子計算的破壞性影響的噪音。

 

如果其中一個不小心翻三量子比特，例如，這可以得到糾正，決定其價值的其他兩個量子比特。

 

“糾錯之一，是聖杯在量子計算的今天，”

 

解釋羅伯特 Schoelkopf。 “這需要至少三個量子比特能夠開始這樣做，所以這是一個令人興奮的一步。”

 

 

關於作者

麥約翰斯頓 是編輯， physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43903