产业资讯

超导量子比特首次通过贝尔测试,有望促进量子计算和量子加密技术发展

贝尔测试可确认两个系统是否真的发生了纠缠。瑞 士苏黎世联邦理工学院(ETH)科学家在最新一期《自然》杂志上刊发论文称,他们首次证明,相距30米的两个超导电路通过了这一量子领域的关键测试,证明 超导电路中的量子比特之间的确发生了纠缠。超导电路是构建强大量子计算机有希望的候选方案,最新研究有望促进量子计算和量子加密的发展,扩大基于超导电路 的量子计算机的规模。

两个超导电路之间30米长的量子连接的一部分。真空管(中心)包含一个微波波导,该波导被冷却到绝对零度左右并连接两个量子电路。
图片来源:苏黎世联邦理工学院

为 使贝尔测试真正没有漏洞,研究团队必须确保在量子测量完成前,两个纠缠电路之间不能交换任何信息。由于信息传输最快的速度是光速,因此测量所需的时间必须 少于光粒子从一个电路传播到另一个电路所需的时间。ETH研究人员此前已经确定,成功进行无漏洞贝尔测试的最短距离约为33米,因为光粒子在真空中行进该 距离需要大约110纳秒,比研究人员进行实验所花费的时间多了几纳秒。

在 最新研究中,ETF科学家让两个各包含一个超导电路的低温恒温器通过一根30米长的管子连接,其内部冷却到略高于绝对零度的温度,然后用随机数生成器来决 定对量子比特进行何种测量,以避免人为偏差。研究人员以每秒12500次测量的速度进行了400多万次测量,将所有这些数据点放在一起分析,非常确定地发 现,量子比特确实在经历爱因斯坦所说的“鬼魅般的超距作用”。

研究人员表示,他们开展的这一测试证明,超导量子比特有能力利用独特的量子特性,跨越30米连接量子比特的成功对量子计算和加密尤其有希望,未来有望扩大基于超导电路的量子计算机的规模,例如出现类似量子超级计算机中心。