新型量子计算机释放更多计算能力

众所周知，计算机以使用二进制信息（即零和一）进行操作，这使得计算机为当今世界的许多地方提供动力。当前的量子计算机也被设计用于处理二进制信息。

马丁·林鲍尔 (Martin Ringbauer) 是一位来自奥地利因斯布鲁克的实验物理学家。

“然而，量子计算机的构建模块不仅仅是零和一，”林鲍尔说。 “将它们限制在二进制系统中会阻止这些设备发挥其真正的潜力。”

用量子数字进行计算

因斯布鲁克大学实验物理系 Thomas Monz 领导的研究小组成功开发了一种新型量子计算机，可以使用量子数字（qudits）执行任意计算。 这种新方法可以用更少的量子粒子获得更多的计算能力。

这项研究发表在杂志 自然物理学.

尽管以零和一存储信息的方法效率不高，但它比其他方法简单得多。 它还可靠且不易出错，这使其长期以来成为经典计算机的标准。

量子计算的独特性

然而，当谈论量子计算时，事情开始发生变化。 因斯布鲁克量子计算机将信息存储在单个被捕获的钙原子中，每个原子自然具有八种不同的状态。 这些状态中只有两个用于存储信息。 几乎所有现有的量子计算机都可以访问比实际用于计算的数量更多的量子态。

物理学家团队创建了一台量子计算机，可以通过使用量子进行计算来充分利用原子的潜力。 与经典方法不同，利用更多状态的新方法不会对计算机的可靠性产生负面影响。

“量子系统自然不止有两种状态，我们证明我们可以同样好地控制它们，”托马斯·蒙兹说。

需要量子计算机的任务，例如物理、材料科学或化学中的问题，自然地用qudit语言来表达。 如果将它们重写为量子位，则对于当今现有的量子计算机而言，它们通常会变得过于复杂。

“处理多个 XNUMX 和 XNUMX 是非常自然的事情，不仅对于量子计算机而且对于它的应用来说也是如此，这使我们能够释放量子系统的真正潜力，”Martin Ringbauer 说。