物理學家研發出新型量子計算機基本原件，運算速度更快

除了潛在的升級優勢，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其他優勢，包括能更好地控制量子比特、門運算速度更快等。

近日，據物理學家組織網報道，瑞典和奧地利物理學家攜手，研制出了單量子比特里德伯門。這是新型量子計算機——囚禁里德伯離子量子計算機的首個基本元件。這個新的基本原件被證明可行，并且有潛力克服目前的量子計算法方法面臨的擴展問題。

為何新的基本元件可以使量子計算機運算速度更快？

目前，量子計算機面臨的最大問題之一是，如何增加每個邏輯門中發生糾纏的量子比特的數量。但是如果想要升級增加糾纏量子比特的數量，這步驟很困難。部分原因在于囚禁離子的系統內常用的多量子比特邏輯門，會隨著量子比特數量的增加而遭遇“頻譜擁擠問題”。但是，囚禁里德伯離子的系統不受頻譜擁擠問題的影響。這表明，以囚禁的里德伯離子作為量子比特而研究的量子計算機，能夠擁有更快的運算速度。

科學家們為了建造首個單量子比特里德伯門，需要造出單個離子的里德伯相干激發。他們需要首先以囚禁于陷阱中的一個鍶離子開始，用激光將離子從低量子態激發到第一激發態，再將其激發到更高能的里德伯態。他們估計，不久就可以將單量子比特系統擴展到兩個量子比特的系統，未來還可以添加更多量子比特。

除了潛在的升級優勢，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其他優勢，包括能更好地控制量子比特、門運算速度更快等，他們將進一步研究這些可能性。

研究負責人杰拉德·希金斯表示：“接下來，我們將測量兩個里德伯離子之間強烈的相互作用，并讓其發生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態。”

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