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蒿杰团队实感计算架构助力20超导量子比特薛定谔猫态制备
2017-10-15
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超导量子核算渠道可集成多个量子比特,相干时刻长、操控和读出精度高,是实用化、可扩展量子核算首要技能道路之一。衡量量子核算渠道功能的一个标志性效果是多量子比特羁绊态的制备,特别是Greenberger-Horne-Zeilinger态的试验制备,世界竞争尤为剧烈。近来,由浙江大学、中科院物理研究所、中科院自动化所、北京核算科学研究中心等国内单位组成的团队,在超导量子核算试验获得重要发展。

中科院自动化所蒿杰研究员、冯卉助理研究员与浙江大学博士生宋超、王浩华教授、王大伟教授、朱诗尧院士,以及中科院物理所范桁研究员、郑东宁研究员、许凯副研究员、博士生李贺康、张煜然博士等通力合作,经过近两年时刻的器材规划与制备、试验测控运转及数据处理,成功将大局量子羁绊的量子比特数目推进到20个,特别是完结了18个量子比特GHZ态制备,其保真度超越GHZ多体真羁绊的判据阈值,并初次展现了20量子比特5组分薛定谔猫态。 这一效果将固态体系GHZ态羁绊量子比特数世界纪录从10个推进到18个,效果已于8月9日在世界学术刊物《科学》宣布。

实感核算架构经过低延时感算控一体化规划,具有实时感知、核算、操控才能强以及易扩展性、低功耗的特色,已成功使用于射电大科学设备、边际核算、全脑区活体光学实时成像与操控等高通量、低延时、快迭代核算场景。

运用该架构在超导量子核算体系中首要完结了对量子比特的高精度操控、量子态的读取及解析等要害使命。对量子比特的操控需求可调控每一个量子比特的状况翻转以及频率调制。经过高精度实时操控输出信号的波形包络、偏置波形的频率以及信号通断等,完结了对多个量子比特的准确调控。经过高速收集可对多个量子比特状况进行一起读取,经过实时剖析得到各量子比特的状况信息。实感核算架构的高通量信号注入才能使得测控体系对量子比特的调控愈加准确,提高了量子门的操控精度,下降量子门出错率,有助于完结容错核算。因为全体的低功耗规划确保了较低的热噪声水平,减小了量子比特能量颤动,有利于延伸量子比特的相干时刻,避免其快速衰退为经典态,然后影响超导量子比特的核算才能。一起,该架构有较强的可扩展性,后续能够完结更多量子比特的操控。


因为量子核算机的强壮才能,使它有或许快速完结某些经典核算机无法完结的核算,使其在新药研制、网络安全、金融服务等范畴具有广泛的使用远景。Dario Gil在文章中乃至说到“跟着人工智能问题复杂性的添加,量子核算——数千家企业现已经过IBM的云量子核算服务拜访——或许会改动咱们处理AI核算使命的方法。” 

此作业得到国家重点研制方案, 自然科学基金及中科院先导专项等的支撑。


论文链接:Science

注:本文转载自中国科学院自动化研究所。