花千树 科学家创造出粒子103维纠缠态 有助于研制量子计算机
字号:小中大2014-03-31 11:08:58
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关键字 >> 基础科学量子量子力学理论物理量子计算机
我们的宏观宇宙是三维的，但微观量子却并非如此，从量子物理领域我们还能发现更惊人的秘密吗？有的，科学家们最近创造出了至少在103个维度上纠缠的两个粒子。这看似与我们的日常生活没有关系，但这事实上在未来可能对世界产生重大影响，这一发现有助于研制量子计算机和超级加密算法。
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量子纠缠网络示意图
据英国《每日邮报》报道，研究人员在开发运算速度比现有系统快得多的量子计算机方面取得了重大进展。一个研究小组称，他们创造出了一对在103个维度上相互纠缠的粒子。这一试验打破了此前11维的记录，同时意味着量子计算机朝普及的目标又迈出了一步。
目前的量子计算机芯片是这样的：与普通计算机中在任一时刻只能保持开或关状态的“比特”不同。量子比特能在这些开关点之间维持“混合状态”。这就意味着，像D-WAVE这样的量子计算机完成单项任务的速度要比普通计算机快得多，而且还能更高效地执行多项任务。而此次的最新突破能使它更为强大。
量子纠缠是一种物理现象，当成对或成群的粒子形成或相互作用时，每个粒子的量子状态无法独立描述，只能对这一个整体的量子状态进行描述。这样就产生了叠加，比如同时处于两个地方的可能性，而这种概念是与直觉常识相违背的。
举例来说，这样就使量子计算机能同时更高效也更快地处理多项任务。
此外，当两个粒子纠缠时就产生了一种联系：测量一个粒子的状态会即刻影响到另一个粒子的状态，不管它们相隔多远。
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长远来看，量子力学方面的研究对世界会产生重大影响
多年来，科学家一直试图结合这两种特性，来建立处于叠加状态的纠缠粒子网。
这样所制造出的量子计算机能以无法想象的高速运转，在彻底安全的情况下对信息进行加密，并进行其他情况下无法进行的量子力学实验。
此前，为提高这类粒子系统的“计算”能力，科学家主要把精力放在增加纠缠粒子的数量上，其中每个粒子都处于叠加的二维状态：量子比特。
用这种方法，科学家们已成功使14个粒子纠缠，考虑到试验的难度，这个数量是比较可信的。
此次的研究小组是由奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的安东·蔡林格和马里奥·克伦牵头的。参与研究的还有美国亚拉巴马大学伯明翰分校物理系的马库斯·休伯。
这个研究小组在改进纠缠量子系统上又取得了新的进展。在本周发表于美国《国家科学院学报》月刊上的文章中，科学家报告了他们是怎样用两个粒子实现了至少103维的量子纠缠的。
“我们有两只薛定谔的猫，它们可以同时处于生、死或其他101中状态下。”休伯开玩笑说“它们的纠缠使得一只的状态会立即影响到另一只。”
这一结果意味着用两个粒子创下了多维量子纠缠的新纪录，此前的记录是11维。
“这种高维量子纠缠为高维量子信息应用提供了广阔前景。比如，在密码学中，我们的方法能够在有噪音和干扰的真实环境下保障信息的安全。此外，这一发现还能推动量子计算机的实验发展，因为者食用少量粒子获得高维纠缠的更简便方法。”休伯解释道。
Science/2014_03_31_218306.shtml
来源：参考消息 | 责任编辑:堵开源
字号:小中大2014-03-31 11:08:58
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我们的宏观宇宙是三维的，但微观量子却并非如此，从量子物理领域我们还能发现更惊人的秘密吗？有的，科学家们最近创造出了至少在103个维度上纠缠的两个粒子。这看似与我们的日常生活没有关系，但这事实上在未来可能对世界产生重大影响，这一发现有助于研制量子计算机和超级加密算法。
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量子纠缠网络示意图
据英国《每日邮报》报道，研究人员在开发运算速度比现有系统快得多的量子计算机方面取得了重大进展。一个研究小组称，他们创造出了一对在103个维度上相互纠缠的粒子。这一试验打破了此前11维的记录，同时意味着量子计算机朝普及的目标又迈出了一步。
目前的量子计算机芯片是这样的：与普通计算机中在任一时刻只能保持开或关状态的“比特”不同。量子比特能在这些开关点之间维持“混合状态”。这就意味着，像D-WAVE这样的量子计算机完成单项任务的速度要比普通计算机快得多，而且还能更高效地执行多项任务。而此次的最新突破能使它更为强大。
量子纠缠是一种物理现象，当成对或成群的粒子形成或相互作用时，每个粒子的量子状态无法独立描述，只能对这一个整体的量子状态进行描述。这样就产生了叠加，比如同时处于两个地方的可能性，而这种概念是与直觉常识相违背的。
举例来说，这样就使量子计算机能同时更高效也更快地处理多项任务。
此外，当两个粒子纠缠时就产生了一种联系：测量一个粒子的状态会即刻影响到另一个粒子的状态，不管它们相隔多远。
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长远来看，量子力学方面的研究对世界会产生重大影响
多年来，科学家一直试图结合这两种特性，来建立处于叠加状态的纠缠粒子网。
这样所制造出的量子计算机能以无法想象的高速运转，在彻底安全的情况下对信息进行加密，并进行其他情况下无法进行的量子力学实验。
此前，为提高这类粒子系统的“计算”能力，科学家主要把精力放在增加纠缠粒子的数量上，其中每个粒子都处于叠加的二维状态：量子比特。
用这种方法，科学家们已成功使14个粒子纠缠，考虑到试验的难度，这个数量是比较可信的。
此次的研究小组是由奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的安东·蔡林格和马里奥·克伦牵头的。参与研究的还有美国亚拉巴马大学伯明翰分校物理系的马库斯·休伯。
这个研究小组在改进纠缠量子系统上又取得了新的进展。在本周发表于美国《国家科学院学报》月刊上的文章中，科学家报告了他们是怎样用两个粒子实现了至少103维的量子纠缠的。
“我们有两只薛定谔的猫，它们可以同时处于生、死或其他101中状态下。”休伯开玩笑说“它们的纠缠使得一只的状态会立即影响到另一只。”
这一结果意味着用两个粒子创下了多维量子纠缠的新纪录，此前的记录是11维。
“这种高维量子纠缠为高维量子信息应用提供了广阔前景。比如，在密码学中，我们的方法能够在有噪音和干扰的真实环境下保障信息的安全。此外，这一发现还能推动量子计算机的实验发展，因为者食用少量粒子获得高维纠缠的更简便方法。”休伯解释道。
Science/2014_03_31_218306.shtml
来源：参考消息 | 责任编辑:堵开源
