磁场中的量子计算：用于更多量子比特的新型离子阱

苏黎世联邦理工学院的一个研究小组已经接受了当前量子计算机的极限。最大的挑战之一是扩展到 100 多个量子比特。目前只有一些有几百个量子比特的模型在实际使用。还有一些超过一千个量子比特的设置，例如在德国的 Jülich 研究中心，但它们还没有能够真正展示它们能做什么。

为了解决这个问题，研究人员选择了一种尽可能稳定并且可以相对较少的努力构建的方法。具有无线电辐射的离子阱可以保持稳定的量子态，因此被认为是有前途的。

但是，这些陷阱中的每一个都需要空间，最终代表一个量子比特。无线电辐射的来源需要大量的能量。电路之间的干扰和对特殊材料的需求也推高了成本，增加了能耗并降低了效率。

这将通过离子阱来抵消，该离子阱使用强度为 3 特斯拉的磁场而不是无线电辐射。该值在典型磁共振断层扫描仪的范围内，即相当高。尽管如此，以这种方式建造的疏水阀应该非常紧凑。下一步是将几个类似的结构组合成一个更复杂的电路。

该研究发表在《自然》杂志上 https://www.nature.com/articles/s41586-024-07111-x 证明了该方法的进一步优势。除其他外，与无线电辐射相比，整个离子阱的磁场同样强。这样可以更好地控制离子。例如，研究小组能够在只有几微米大小的区域内移动单个铍离子。表面上有 100 多个不同的位置。

由于灵活的定位，离子阱的许多其他可能应用应该是可以想象的。也许有一天甚至是量子计算机，在可接受的条件下（尺寸、效率），它将带来长期承诺的能力（真正的高性能）。

来源：IT时代网

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