除了潛在的升級(jí)優(yōu)勢(shì)，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計(jì)算機(jī)還擁有其他優(yōu)勢(shì)，包括能更好地控制量子比特、門運(yùn)算速度更快等。

近日，據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，瑞典和奧地利物理學(xué)家攜手，研制出了單量子比特里德伯門。這是新型量子計(jì)算機(jī)——囚禁里德伯離子量子計(jì)算機(jī)的首個(gè)基本元件。這個(gè)新的基本原件被證明可行，并且有潛力克服目前的量子計(jì)算法方法面臨的擴(kuò)展問題。

為何新的基本元件可以使量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度更快？

目前，量子計(jì)算機(jī)面臨的最大問題之一是，如何增加每個(gè)邏輯門中發(fā)生糾纏的量子比特的數(shù)量。但是如果想要升級(jí)增加糾纏量子比特的數(shù)量，這步驟很困難。部分原因在于囚禁離子的系統(tǒng)內(nèi)常用的多量子比特邏輯門，會(huì)隨著量子比特?cái)?shù)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(tǒng)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(jì)算機(jī)，能夠擁有更快的運(yùn)算速度。

科學(xué)家們?yōu)榱私ㄔ焓讉€(gè)單量子比特里德伯門，需要造出單個(gè)離子的里德伯相干激發(fā)。他們需要首先以囚禁于陷阱中的一個(gè)鍶離子開始，用激光將離子從低量子態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，再將其激發(fā)到更高能的里德伯態(tài)。他們估計(jì)，不久就可以將單量子比特系統(tǒng)擴(kuò)展到兩個(gè)量子比特的系統(tǒng)，未來還可以添加更多量子比特。

除了潛在的升級(jí)優(yōu)勢(shì)，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計(jì)算機(jī)還擁有其他優(yōu)勢(shì)，包括能更好地控制量子比特、門運(yùn)算速度更快等，他們將進(jìn)一步研究這些可能性。

研究負(fù)責(zé)人杰拉德·希金斯表示：“接下來，我們將測(cè)量?jī)蓚€(gè)里德伯離子之間強(qiáng)烈的相互作用，并讓其發(fā)生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態(tài)。”

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