利用巨大的原子离子加速量子计算
一支国际研究团队找到了一种新的方法来加速量子计算，这将为计算处理能力的巨大飞跃铺平道路。
诺丁汉大学和斯德哥尔摩大学的科学家们利用了一种新的实验方法——困扰的Rydberg离子，加速了困扰离子量子计算；他们的研究结果刚刚在《自然》杂志上发表。
在传统数字计算机中，逻辑门由硅基电子设备组成。信息被编码为位的两个经典状态（“0”和“1”）。这意味着经典计算机的容量随着位数的增加呈线性增长。为了解决日益出现的科学和工业问题，需要建造大型计算设施或超级计算机。
量子纠缠增强容量
量子计算机使用量子门操作，即对由微观量子粒子（如原子和分子）制成的量子位（qubits）进行基本电路操作。量子计算机中一个根本性的新机制是利用量子纠缠，它可以将两个或一组qubits绑定在一起，使得它们的状态无法再用经典物理学来描述。量子计算机的容量随着qubit数量的增加呈指数增长。有效地利用量子纠缠大大增强了量子计算机的能力，使其能够处理加密学、材料科学和医药科学等领域的挑战性问题。
在可以用来制造量子计算机的不同物理系统中，多年来困扰离子一直引领着这一领域。到大规模困扰离子量子计算机的主要障碍是随着系统扩大，计算操作变慢。这项新研究可能已经找到了解决这个问题的答案。
研究工作由斯德哥尔摩大学马库斯·亨里希团队使用巨型Rydberg离子进行，这些巨型离子比普通原子或离子大100,000,000倍。这些巨大的离子具有很高的互动性，可以在不到一微秒的时间内交换量子信息。它们之间的相互作用产生了量子纠缠。斯德哥尔摩大学的张弛和其同事利用这种纠缠互动进行了一次量子计算操作（一个纠缠门），比困扰离子系统中典型的速度快了大约100倍。
张弛解释说：“通常情况下，量子门在更大的系统中会变慢。但我们的量子门和Rydberg离子门并非如此！我们的门可能使量子计算机扩展到真正有用的规模！”
诺丁汉大学的李维斌和莱萨诺夫斯基利用理论计算支持该实验并研究了误差来源。他们的理论工作证实，一旦离子晶体变得更大，确实不会出现减速现象，突显了可伸缩量子计算机的前景。
目前，该团队正在努力实现更多离子之间的纠缠，并实现更快的量子计算操作。
