社交距离和量子计算——美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜现在都是量子比特? (杰森·史密斯，材料科学)
詹森•史密斯
光子材料与器件教授 & 光子纳米材料组组长(PNG)
通常构成美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜生活的世界的原子之间相互作用非常频繁, 从他们早上起床到睡觉的那一刻. 即使在睡觉之后，许多原子也不会停止社交活动，彻夜狂欢. 通常这不是问题, 事实上，它通常是非常有用的(没有它，大多数化学反应都不会发生), 但如果你想建造一台量子计算机，那就是一场灾难. 量子计算依赖于跟踪被称为量子位的选定原子的微妙量子状态的能力, 但是当另一个处于未知状态的原子出现并握手时, 美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜的量子比特有可能会被感染，以至于其上编码的信息会以一种不可预测的方式发生变化——这个过程被称为退相干. 量子计算中引入了难以检测和处理的误差, 如果允许积累, 会破坏计算能力吗. 因此，量子位抑制它们的社会倾向以保存存储在它们上面的信息是很重要的.
当然，从不相互交流的量子比特对计算没有多大用处, 它需要一些受控的交互来执行逻辑操作. 美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜的社交隔离量子比特需要偶尔去商店，或者遛狗. 这并不容易管理——美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜必须找到一种方法，让它们可以与店员互动或锻炼宠物狗，但同时防止它们与随机的陌生人交往. 咖啡馆和酒吧绝对不受欢迎. 即使量子比特成功地避开了其他量子比特, 它们很可能会接触到被感染的量子比特触摸过或打喷嚏过的物体, 他们需要经常洗手.
如果美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜能成功控制量子比特的移动, 它们之间受控制的相互作用导致了美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜所说的量子纠缠. 量子比特之间的纠缠形成了一个大规模的集体状态，大于其各部分的总和，这是量子计算力量的核心. 一个量子比特社会.
控制量子比特的社交生活的一种方法是为它们建造漂亮的房子，最大限度地减少不必要的外部影响. 有几种方法可以做到这一点，而哪一种方法是最好的呢. 例如，一个房子可能需要一个高真空，以减少每隔几天的访客流量, 或者像钻石这样的材料，由于其结构和成分，具有令人难以置信的隔音效果. 许多量子比特屋必须保持非常低的温度才能工作, 但是把房子放在冰箱里增加了明显的实际复杂性.
确保良好的隔离, 量子比特的房子也往往没有前门——量子比特基本上是用武力控制在家里的。. 为了建造一个足够大的房子来容纳大量的量子比特，美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜可能需要进行真正有用的计算, 有可能是数十亿美元, 看起来非常困难. 那么美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜如何实现美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜的计算机?
一个可能的答案是更深入地思考计算机程序将如何工作. 在最基本的操作层面上，一些量子比特将需要非常频繁地相互作用, 所以这些量子比特可以共享一个房子，并定期相互交谈. 美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜可以很好地跟踪共享房屋中一个小家庭的量子比特的状态, 所以退相干的风险很低. 这家人可以在网上下单购物，这样除了送货司机，他们很少见到其他人, 而且, 重要的是, 可以通过电信链路与其他家庭通信而很少或没有感染风险.
量子比特社会的这种架构被称为基于网络的量子计算, 也是英国研究项目的核心主题之一. 目前房屋之间的通讯联系非常简陋, 与其说是一个无缝的虚拟聚会空间，不如说是一条噼里啪啦的电话线, 因此，改善这些联系是很多工作的重点. 有一天,, 有些人认为, 这些连接将足够好，一个这样的网络将横跨全球, 量子比特家庭坐在伦敦的家中, 纽约, 北京和约翰内斯堡将在一个大量子态中彼此不断地连接. 量子互联网. 全球量子计算机. 要实现这一愿景，还需要做大量工作, 但与此同时，美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜在这里, 在社会上孤立却又相互纠缠. 美梅高赌博登录-美梅高赌博有限公司-apple app store-美高梅排行榜现在都是量子比特吗?
作者的研究小组致力于在钻石碎片中安置量子比特族, 偶尔看看他们的健康状况, www-png.材料.women-entrepreneurs.net.
有关量子计算和英国开发该技术的计划的更多信息，请参阅 www.qcshub.org
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