【'跳'人造原子實時跟踪】

江南布衣

【'跳'人造原子實時跟踪】

 

 

 

超導量子比特

研究人員在美國說，他們首先看宏觀“人造原子”跳躍的能量水平之間的實時。

 

新的能力，不斷監測能量狀態的超導量子比特，或量子比特，可以幫助糾正錯誤在量子計算，收緊種族之間的固態量子計算機的系統和基於被困原子。

 

測量系統的最優量子計算，必須符合三個苛刻的條件。

 

首先，它必須很少誤判狀態。

 

第二，測量不能搶量子比特的狀態，這是棘手，因為量子態很容易摧毀。

 

最後，它一定要快 -

 

納秒的時間尺度。

 

這是必不可少的量子跳躍看到，由於許多測量必須作出改變之前，量子比特的狀態。

 

雖然這些條件得到滿足 25年前被困原子，Rajamani維杰，丹尼爾 Slichter和Irfan Siddiqi在加州大學伯克利分校是第一個得分的超導量子比特上演帽子戲法使用 - 有時被稱為人造原子由於其離散能量狀態。

 

該小組做實驗冰箱內低溫氦冷卻至30馬可福音。

 

超導量子比特的鋁電路，幾百微米之間，但認為宏觀，低溫度帶出它的量子性質。

 

作為一個非線性振盪電路，其能量水平間距不均勻。

 

這使得球隊在使用微波頻率 4.753 GHz到驅動器之間唯一的地面和第一激發態 - 量子比特的0和1的狀態。

 

 

揭示與保護

研究人員就可以對超導量子比特微波腔，一個普通的諧振子，通過小電容。

 

由於這個環節，型腔的首選光子的頻率變化的基礎上的量子比特的狀態。

 

腔能夠揭示的有關信息比特，而在同時保護它從噪音。

 

為了測量量子比特的狀態，球隊產生更高頻率的微波光子，並承認他們，不超過 30人左右的時間，進入超導腔。

 

在那裡，光子相互作用的量子位和獲得相移取決於量子比特的狀態 - 180 °如果量子比特在其興奮狀態，或0 °如果是在地下狀態。

 

現在軸承量子比特的標誌，反映出來的光子腔對放大器。

 

就像量子比特，放大器是一種非線性振子，這次經典設計的行為。

 

它的超導電性意味著低噪音，因為它沒有能量損失的熱量。

 

該放大器是微調接受特殊的權力，或來電光子率，在不改變它們的相位，因為它們反映了回去。 這正是它的權力收到來自微波源，其產生的頻率相匹配，該信號的光子。

 

 

微小但重要的

然而，在加入這個光子流的道路上到放大器，信號光子產生一微小但很重要的影響 - 增加一點點更多的權力，如果他們的階段還沒有被轉移，或略有減少干擾和破壞性，如果他們的權力有。

 

該放大器是如此的審慎平衡，它甚至感覺這麼小的差異，反應明顯。

 

如果電源沒有什麼放大器所期望的，它規定了相移高達 90 °的兩個方向上的光子反映。

 

這種轉變是一種方式，如果量子比特興奮和其他方式，如果它是在其基態。

 

該放大器放大信號從原來的幾個光子上百個光子，使其能夠承受足夠大的噪音介紹了常用的方法增加一個信號。

 

它也迅速改變了第二階段的光子，加快檢測。

 

“相結合的低噪音和速度是至關重要的觀察量子跳躍第一次，說：”維杰。

 

研究小組提取量子比特的狀態，每10納秒 -

 

大量的頻率足以監察量子比特的320納秒長期處於興奮狀態，並注意當它上升到基態。

 

而現在，密切監視一個量子位已經實現，該方法可以著手糾正錯誤，在量子計算。

 

 

糾正錯誤

要做到這一點，一件件的量子信息存儲在多個量子比特。

 

如果其中一個量子比特的狀態掉出來，別人仍可以保持量子信息共享，只要任性的量子比特帶回線快。

 

不過，直至目前為止，有沒有辦法持續監控超導量子比特，抓住它使從一個狀態過渡到另一個。

 

“超導量子比特是毫無疑問的熱門候選人之一，在正在進行的比賽走向全面的量子計算機，”科赫說，西北大學的延伊利諾州。

 

他呼籲新的監測系統“的關鍵一步”。

 

一個文件，說明這項工作將在下週公佈 物理評論快報 和預印本可在 arXiv 。

 

關於作者

凱特麥卡爾是一門科學總部設在英國作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/45325