量子信息編程的終極目標(biāo)是研制能夠重復(fù)編程以執(zhí)行任何給定功能的設(shè)備。最近，一種可以同時(shí)控制兩個(gè)量子比特 (qubit) 的新一代硅芯片研制成功，這使得我們向終極目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。 xnWezO_  
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這一發(fā)明是由英國(guó)布里斯托爾大學(xué)量子工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 Xiaogang Qiang 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)完成的，它代表了實(shí)用化量子計(jì)算的重要一步 Q7v1xBM  
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在《自然光子學(xué)》雜志上發(fā)表的論文中，Qiang 及其同事描述了一種可完全編程的雙量子比特處理器的概念驗(yàn)證，“在光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了通用的兩量子比特量子信息處理”。 AOcUr)  
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這項(xiàng)發(fā)明攻克了量子計(jì)算機(jī)發(fā)展面臨的一個(gè)主要障礙。使用當(dāng)下現(xiàn)存的技術(shù)，人們可以高精度地執(zhí)行僅需單個(gè)量子比特（同時(shí)為“0”和“1”的疊加的信息單元）的操作。 &vN!>bR  
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然而，增加第二個(gè)量子比特并實(shí)現(xiàn)量子糾纏（量子計(jì)算的關(guān)鍵步驟）會(huì)極大增加問(wèn)題的復(fù)雜度。 T7/DH  
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研究人員寫(xiě)道：“由于每個(gè)糾纏步驟需要的額外資源，這被認(rèn)為是光子學(xué)中最具挑戰(zhàn)的任務(wù)。” Da6l=M  
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在一個(gè)顯著的程度上，目前研究已經(jīng)遇到了挑戰(zhàn)。Qiang 及其同事報(bào)告了一種能夠控制兩個(gè)量子比特的量子處理器。這種新的芯片由 200 多個(gè)光子元件，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體組成。 KY%qzq,n  
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研究者稱(chēng)這種芯片“可以實(shí)現(xiàn) 98 種不同的幺正操作”，并且可達(dá)到 93% 的效率。 v6uRzFw  
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團(tuán)隊(duì)中來(lái)自西澳大利亞大學(xué)的成員 Jingbo Wang 表示，這一結(jié)果預(yù)示著該領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展。 if\`M'3Xx  
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她表示，“團(tuán)隊(duì)使用的可用于精密量子信息實(shí)驗(yàn)的硅芯片，具有 100,000 種不同的可重復(fù)編程設(shè)置�！� x.|sCqx  
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“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)很重要的用途是它可以實(shí)現(xiàn)一種特殊類(lèi)型的量子行走，這將允許在任意復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中同時(shí)遍歷所有可能的路徑�！� ;KmrBNF  
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“能夠同時(shí)探索一切，這為科學(xué)問(wèn)題和實(shí)際應(yīng)用都提供了令人興奮的前景�！� f qWme:x  
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論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41566-018-0236-y