量子研究获大突破,量子计算机面世不遥远

中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室杜江峰教授领导的小组和香港中文大学刘仁保教授合作,通过电子自旋共振实验技术,在国际上首次通过固态体系实验实现最优动力学解耦,极大提高电子自旋相干时间.这一成果发表在10月29日出版的国际权威杂志《自然》上.将量子力学和计算机科学结合并实现量子计算是人类的一大梦想.量子计算机运用的是并行计算,而非现在的计算机的线行计算,能够提高计算效率.杜江峰教授介绍说,以分解500位的自然整数为例,目前最快的计算机需要用几十亿年才能完成,而用量子计算机一分钟就可以解决.

一旦量子计算机横空出世,这一“利剑长矛”将攻破现有计算机全部密码体系.杜江峰研究小组发表在《自然》上的成果,是我国在量子计算研究的又一重大突破,一旦高精度的相干控制变得更加容易,量子计算机的面世不再遥远.

如同人类思考问题一样,量子计算也需要时间.量子计算的时间长短取决于量子的相干性.相干性保持时间越长,量子计算机就可以处理复杂程度更高、难度更大的信息,提高量子相干性,成为提高量子计算的着力点,也是量子计算机研发的关键.而在现实中,由于环境不可避免地会对量子系统发生耦合干扰,使量子相干性随时间衰减,发生消相干,使得计算任务无法完成.

为克服消相干,保持量子相干性,物理学家提出多种方法,最优动力学解耦是最有效的方法之一.科学家认为,一旦实际固态体系的各种退相干机制被人们所完全了解,高精度的相干控制将更加容易,量子计算机的真正实现就不再遥远.