的耗散是当前量子处理器的

ditikhatun11

在我们发表在《科学》杂志上的最新著作《通过工程耗散实现稳定的量子相关的许多身体状态》中，我们探索了环境耗散的反直觉效应，这种效应通常被认为对量子计算有害。通过仔细设计耗散，发现了一种新的可扩展协议，用于制备纠缠多体量子态，其寿命比物理量子位长。 量子计算机解决某些问题的速度比经典计算机快得多。然而，其构建模块量子位的当前实现受到量子位（或量子位）与环境之间不受控制的相互作用引起的错误的困扰。这种相互作用会引入耗散，从而破坏量子纠缠（量子算法中的必要资源），并驱动量子处理器走向平凡的经典状态。这种退相干过程会引入错误，破坏量子处理器的效用。因此，环境耗散是当前一代量子处理器的主要限制因素。

矛盾的是，虽然不受控制祸根，但通过精心定制的环境创建的工程耗散实际上可以通过将其引导到所需的纠缠态来帮助量子处理器。 在我们发表在《科学》杂志上的最新 加拿大电报吗数据库 著作“通过工程耗散实现稳定的量子相关的许多身体状态”中，我们探索了工程耗散的这种违反直觉的效应。这种方法不仅提供了一种制备量子态的可靠方法，而且它还能自然地稳定量子态，使其比没有耗散时的生存时间长得多。这些实验为改进方法奠定了基础，以在量子处理器中制备强相关态（可能在例如磁体中发现），这可以帮助物理学家在未来了解奇异的量子材料，例如高温超导体。 背景 在量子处理器可以运行算法或模拟之前，其所有量子位必须初始化为已知状态。这个过程被称为量子态准备，通常是通过应用相干的量子操作来完成的——也就是说，它们不会引起任何耗散。


       

在这项工作中，我们将量子位耦合到以正确方式定制的环境中，以便量子位通过耗散引导至所需状态。 为了演示其工作原理，我们可以看一个最简单的例子，其中工程耗散用于将量子系统“冷却”到其最低能量状态（称为基态）。为了实现这一点，我们首先将量子系统连接到另一个辅助量子系统。接下来，我们可以将激励从感兴趣的系统转移到辅助系统，然后通过工程耗散消除激励。激发的消除逐渐将系统驱动至纠缠基态（见下图）。  耗散冷却方案。目标量子位（绿色）与辅助量子位（橙色）耦合，以将能量从目标转移到辅助量子位。然后，耗散“重置”操作会消除辅助设备的能量。多次重复此过程后，目标和辅助物都保持在基态。 过去，一些研究小组通过工程耗散制备了多达八个原子的纠缠态。但由于其他不良耗散通道引起的环境退相干，更复杂的多体纠缠态一直无法实现。借助我们的Sycamore 处理器，我们开发了快速重置功能，使所需的工程耗散占主导地位，而不是不需要的耗散通道。