量子门远程传输是一种独特的量子解决方案

这不是一个“让我感到震惊，斯科蒂”的时刻，但使用离子成功传送完整的量子逻辑操作可能是一件大事的开始。至少，标准与技术研究院(NIST)的物理学家说，他们的工作展示了量子计算机程序如何在未来的大规模量子网络中执行任务。

量子远距传送将数据从一个量子系统传输到另一个量子系统，即使这两个量子系统彼此完全隔离。

之前已经用离子和各种其他量子系统证明了这一点，但Yong Wan及其同事表示，他们是第一个使用离子传送完整的量子逻辑运算 - 计算机电路指令。

“我们验证了我们的逻辑运算在两个量子位的所有输入状态下工作，概率为85%到87% - 远非完美，但它是一个开始，”NIST的Dietrich Leibfried说。

这项操作涉及在离子阱的不同区域内传送量子控制的NOT(CNOT，其中NOT不是首字母缩略词)逻辑运算或逻辑门，位于两个超过340百万分之一米的铍离子量子位之间。他们说，这种距离排除了任何实质性的直接互动。

该过程依赖于纠缠，即使它们被分离，也会将粒子的量子特性联系起来。“信使”对缠结的镁离子用于在铍离子之间传递信息。

门传送允许我们在空间上分离的两个离子之间执行量子逻辑门，之前可能从未相互作用过，”Leibfried说。

“诀窍在于，他们每个人都有一个另一个缠绕在一起的离子，这个纠缠资源分布在门前，让我们可以做一个没有经典对手的量子技巧。”

他补充说，纠缠的信使对可以在计算机的专用部分生成，并“单独运送到需要与逻辑门连接但位于远程位置的量子位”。

该研究还首次集成到一个实验中，该团队认为，这对于基于离子构建大型量子计算机至关重要，包括控制不同类型的离子，离子传输和对选定子集的纠缠操作系统的。

潜力在于能够将量子计算扩展到真正有用的水平。

“量子计算机有可能解决传统计算机难以处理的问题，” 研究人员在“ 科学 ”杂志上写道。

“然而，需要许多量子比特(量子比特)来超越传统的计算能力，并且缩放量子计算机在实际应用中是有用的是困难的。

“随着系统尺寸的增加，量子比特之间的平均距离增加，使连接任意量子比特变得更加困难。

“量子门远程传输(QGT)是一种独特的量子解决方案，可在空间分离的量子位之间实现逻辑门，共享纠缠消除了对直接量子相干相互作用的需求。

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