在一項新的研究突破中，丹麥哥本哈根大學(xué)和德國波鴻魯爾大學(xué)研究人員攜手解決了一個困擾量子科學(xué)家多年的問題——在兩塊納米芯片上，首次同時控制兩個量子光源，并讓其實現(xiàn)量子力學(xué)糾纏。最新研究進展對量子硬件的突破性應(yīng)用至關(guān)重要，將促進量子技術(shù)發(fā)展到更高水平，是計算機、加密和互聯(lián)網(wǎng)加速“量子化”的關(guān)鍵一步，將為量子技術(shù)的商業(yè)利用打開大門。

該研究成果發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。

包含兩個相互糾纏的量子光源的兩塊納米芯片的圖示

多年來，研究人員一直致力于開發(fā)穩(wěn)定的量子光源，并實現(xiàn)量子力學(xué)糾纏，也就是兩個量子光源可遠距離地立刻相互影響。糾纏是量子網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，也是開發(fā)高效量子計算機的核心。

哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所彼得·洛達爾教授表示，其團隊一直在研究使用光子作為微傳送器傳輸量子信息。一個量子光源發(fā)射的100個光子所包含的信息將超過世界上最大的超級計算機所能處理的信息。使用20—30個糾纏的量子光源，科學(xué)家們就有可能構(gòu)建出一臺通用的糾錯量子計算機。

團隊部分成員合影

但實現(xiàn)上述目標面臨的最大挑戰(zhàn)是，從控制一個量子光源到控制兩個量子光源。因為光源對外界的“噪音”非常敏感，因此很難復(fù)制。歷經(jīng)20年努力，在最新研究中，洛達爾團隊成功創(chuàng)造出兩個相同的量子光源，并開發(fā)出先進的納米芯片，對每個光源進行精確控制，實現(xiàn)了量子力學(xué)糾纏。

該研究的主要作者、博士后阿列克謝·蒂拉諾夫解釋道：“糾纏意味著控制一個光源，就可立即影響另一個光源，使我們可創(chuàng)建出一個量子光源組成網(wǎng)絡(luò)，其中的所有光源相互作用，能以與普通計算機中的比特相同的方式來執(zhí)行量子運算，從而獲得當今計算機技術(shù)無法實現(xiàn)的處理能力。”

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