新穎的設(shè)計(jì)

斯坦�？茖W(xué)家的設(shè)計(jì)由兩個(gè)主要部分組成：存儲(chǔ)環(huán)和散射單元。存儲(chǔ)環(huán)的功能類似于普通計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存，是一個(gè)光纖環(huán)路，其中包含圍繞環(huán)傳播的多個(gè)光子。類似于在經(jīng)典計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的比特，在這個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)光子代表一個(gè)量子比特。光子圍繞存儲(chǔ)環(huán)的行進(jìn)方向決定了量子比特的值，可以是0或1。此外，由于光子處于疊加態(tài)存在，因此單個(gè)光子可以同時(shí)向兩個(gè)方向流動(dòng)，這表示同時(shí)是0和1的組合的值。

研究人員可以通過(guò)將光子從存儲(chǔ)環(huán)引導(dǎo)到散射單元來(lái)操縱光子，在那里它傳播到包含單個(gè)原子的空腔。然后，光子與原子相互作用，導(dǎo)致兩者"糾纏"，這是一種量子現(xiàn)象，其中兩個(gè)粒子甚至可以在很遠(yuǎn)的距離上相互影響。然后，光子返回存儲(chǔ)環(huán)，再用激光改變?cè)�子的狀態(tài)。因?yàn)樵�子和光子是糾纏在一起的，所以操縱原子也會(huì)影響其配對(duì)光子的狀態(tài)。

Bartlett說(shuō)："通過(guò)測(cè)量原子的狀態(tài)，你可以將操作傳送到光子上。所以我們只需要一個(gè)可控的原子量子比特，我們可以用它作為代理來(lái)間接操縱所有其他光子量子比特�！�

因?yàn)槿魏瘟孔舆壿嬮T都可以編譯成在單個(gè)粒子上執(zhí)行的一系列操作，所以原則上，你可以只使用一個(gè)可控的“原子代理量子比特”來(lái)運(yùn)行任何大小的量子程序。為了運(yùn)行程序，代碼被轉(zhuǎn)換為一系列操作，這些操作將光子引導(dǎo)到散射單元并操縱原子量子比特。因?yàn)槟憧梢钥刂圃�子和光子相互作用的方式，所以同一個(gè)設(shè)備可以運(yùn)行許多不同的量子程序。

Bartlett說(shuō)：“對(duì)于許多光子量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，光子通過(guò)的物理結(jié)構(gòu)代表了不同的邏輯門，所以如果你想改變正在運(yùn)行的程序，它通常涉及物理上重新配置硬件。而在這種全新的設(shè)計(jì)下，你不需要改變硬件，只需要給機(jī)器一組不同的指令�！�

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