下一代計算和信息處理存在于有趣的量子力學世界中。預計量子計算機將能夠解決當今最強大的超級計算機無法解決的大型、極其復雜的問題。
需要新的研究工具來推進該領域并全面開發(fā)量子計算機?，F(xiàn)在西北大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)并測試了一種用于分析大型超導電路的理論工具。這些電路使用超導量子位或量子位(量子計算機的最小單元)來存儲信息。
電路尺寸很重要，因為防止有害噪聲往往以增加電路復雜性為代價。目前，處理大型電路建模的工具很少，這使得 Northwestern 方法成為對研究界的重要貢獻。
“我們的框架受到最初為研究晶體中電子而開發(fā)的方法的啟發(fā)，使我們能夠?qū)σ郧半y以或不可能訪問的電路進行定量預測，”該論文的通訊作者兼第一作者 Daniel Weiss 說。他是超導量子位專家Jens Koch研究組的四年級研究生。
科赫是溫伯格文理學院物理與天文學副教授，是超導量子材料與系統(tǒng)中心(SQMS)和量子優(yōu)勢協(xié)同設計中心(C2QA)的成員。這兩個國家中心都是去年由美國能源部 (DOE) 建立的。SQMSis 專注于構(gòu)建和部署基于超導技術的超一流量子計算機。C2QA 正在構(gòu)建創(chuàng)建可擴展、分布式和容錯量子計算機系統(tǒng)所需的基本工具。
“我們很高興為這兩個 DOE 中心所追求的任務做出貢獻，并增加西北大學在量子信息科學領域的知名度，”科赫說。
在他們的研究中，西北大學的研究人員通過從受保護的電路中提取使用標準技術無法獲得的定量信息來說明他們的理論工具的使用。
詳細信息于今天(9 月 13 日)發(fā)表在開放獲取期刊《物理評論研究》上。
研究人員專門研究了受保護的量子位。這些量子位通過設計免受有害噪聲的影響，并且可以產(chǎn)生比當前最先進的量子位長得多的相干時間(保留量子信息的時間)。
這些超導電路必然很大，西北工具是量化這些電路行為的一種手段。有一些現(xiàn)有的工具可以分析大型超導電路，但只有在滿足某些條件時才能很好地工作。Northwestern 方法是互補的，并且在這些其他工具可能給出次優(yōu)結(jié)果時效果很好。
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