全新光子學方法,讓量子計算效率大提升

耶路撒冷希伯來大學拉卡物理研究所的亞龍·布羅姆伯格教授和奧哈德·利布博士發表於《自然·光子學》的一項最新研究,通過他們在基於光子測量的量子計算方面的研究,在推進量子計算方面取得了重大進展。

這種方法有很大可能克服量子計算中的一些頗具挑戰性的障礙,通過使用高維空間編碼生成大型簇態,提供更具可擴展性和資源效率的解決方案。

量子計算機在生成計算所需的大型簇態這一方面面臨着一個主要障礙。標準方法是,隨着光子數量的增加,檢測概率會呈指數下降。

布羅姆伯格教授和利布博士的研究處理了這個問題,通過空間編碼在每個光子內編碼多個量子比特。這種創新方法已成功地以 100 赫茲的頻率生成了具有超過九個量子比特的簇態,這在該領域是一項了不起的成就。

此外,研究人員證明,這種方法通過在同一光子內編碼的量子比特之間實現即時前饋,大大減少了計算時間。這一突破爲更節省資源的量子計算打開了大門,有可能促成更快、容錯的量子計算機,能夠處理複雜的問題。

布羅姆伯格教授說道:“我們的研究成果顯示,使用高維編碼不僅克服了以前的可擴展性障礙,而且給量子計算提供了一種實用又高效的辦法。這是一個重大的飛躍。”

利布博士接着說:“通過解決可擴展性和計算持續時間的問題,我們開闢出了一條新道路。量子技術的未來距離我們又更近了一步。”

這項研究在通過光子學實現量子計算全部潛力的持續探索中,標誌着一個重要的里程碑。