麻省理工研究警告稱宇宙輻射會(huì)對(duì)量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生干擾作用
據(jù)外媒報(bào)道,量子計(jì)算機(jī)正在以令人興奮的速度前進(jìn),但不幸的是,這一進(jìn)程可能很快就會(huì)停滯。射向地球的宇宙射線可能會(huì)干擾這些量子計(jì)算機(jī)中信息的完整性,現(xiàn)在麻省理工學(xué)院(MIT)的一個(gè)研究小組展示了這些計(jì)算機(jī)是多么的脆弱以及該如何保護(hù)它們。
在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中,信息以“比特(bit)”表示,它可以是0也可以是1。然而得益于量子物理學(xué)的詭異法則,量子計(jì)算機(jī)中的比特(稱為量子位)能同時(shí)以兩種狀態(tài)的疊加狀態(tài)存在。這意味著它們可以并行執(zhí)行許多操作,這要比現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大得多 但要制造出實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)還要面對(duì)一個(gè)大型障礙。量子位有相當(dāng)?shù)偷南喔蓵r(shí)間,這指的是它們能在疊加狀態(tài)下停留的時(shí)間長短。這是因?yàn)樗鼈儗?duì)外界干擾很敏感,比如熱量、磁場和電場甚至是我們周圍的低強(qiáng)度輻射。 而一些最糟糕的“罪犯”來自太空。宇宙射線和它們產(chǎn)生的次級(jí)粒子像雨點(diǎn)一樣不斷地落在我們身上,雖然我們個(gè)人可能沒有注意到它們,但它們可以對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重破壞。 在一項(xiàng)新的研究中,MIT、林肯實(shí)驗(yàn)室和西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的研究人員已經(jīng)量化了宇宙射線對(duì)量子計(jì)算機(jī)的影響程度。 在實(shí)驗(yàn)中,研究人員將輻照過的銅盤放在超導(dǎo)量子位旁邊以測量輻射的影響。實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)稀釋冰箱里進(jìn)行的,通過將環(huán)境溫度降低到比真空環(huán)境溫度低200倍左右來最小化其他干擾。研究人員在冰箱外還研究了第二個(gè)被輻射的銅盤,從而測量出量子系統(tǒng)暴露在了多大的輻射之下。 研究小組通過這種設(shè)置和其他模擬發(fā)現(xiàn)量子位相干時(shí)間將被限制在4毫秒左右。通過在銅盤和量子位之間放置或移除輻射屏蔽,進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一數(shù)據(jù)。雖然護(hù)盾確實(shí)有作用,但它并不是最實(shí)用的解決方案--它可是一堵重達(dá)兩噸的鉛磚墻。 實(shí)驗(yàn)表明,為了最大限度地利用量子計(jì)算機(jī),我們需要為它們創(chuàng)作足夠的屏蔽環(huán)境。這可能意味著要把它們移到地下深處,就像尋找中微子的實(shí)驗(yàn)一樣,從而保護(hù)它們不受宇宙射線的傷害。不過研究小組表示,這可能不是唯一的解決方案。 “如果我們想建立一個(gè)產(chǎn)業(yè),我們可能更傾向于減輕地面輻射的影響,”該研究的論文作者William Oliver指出:“我們可以考慮設(shè)計(jì)量子位讓它們‘難以接觸雷達(dá)’、對(duì)準(zhǔn)粒子不那么敏感,或?yàn)闇?zhǔn)粒子設(shè)計(jì)陷阱,這樣即使輻射不斷產(chǎn)生它們,它們也可以從量子位中流失。所以這絕對(duì)不是游戲的結(jié)束! (來源:cnbeta)
關(guān)鍵詞: 量子計(jì)算機(jī)
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