容納逾 1,000 個量子位元，基於原子的量子電腦創世界紀錄

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咪奇老味 2024-05-08 00:29:54

隨著規模擴大，量子系統優勢也更明顯，因此擴大量子系統對推進量子運算至關重要。最近德國達姆施塔特工業大學團隊於這方面取得重大進展，開發有 1,000 多個基於原子量子位元的量子處理器，藥物研發、改善交通流（traffic flow）等許多應用未來都能從這項技術受益。

目前的量子處理器已能容納數百個單原子量子，每個原子都代表一個量子位元：同時處於量子疊加狀態（quantum superposition）和量子糾纏（quantum entanglement）兩種物理狀態，量子之間形成聯結。

而為了進一步擴大運算能力，科學家必須試著增加處理器中的量子位元數量，困難之處也在於如何將更多量子位元連結一起計算。

根據《Optica》期刊新論文，德國達姆施塔特工業大學物理學家 Gerhard Birkl 團隊最近開發含 1,000 多個原子量子位元的量子處理器，成為全球第一個突破 1,000 個獨立可控原子量子位元大關的團隊。

研究員表示，結合最新量子光學方法與先進微光學技術，是團隊能明顯提高量子位元數量限制的關鍵，將 1,305 個單原子量子位元加載到具 3,000 個陷阱位點的量子陣列，重新組裝成多達 441 個量子位元的無缺陷結構，突破迄今幾乎難以逾越的技術界限。

對各種應用來說，1,000 個量子位元視為閾值，團隊也首次證明量子電腦效率可再提升，許多應用都能受益，如藥物研發、材料設計、交通流等。