物理学家研发出新型量子计算机基本原件，运算速度更快

除了潜在的升级优势，基于囚禁的里德伯离子而研制的量子计算机还拥有其他优势，包括能更好地控制量子比特、门运算速度更快等。

近日，据物理学家组织网报道，瑞典和奥地利物理学家携手，研制出了单量子比特里德伯门。这是新型量子计算机——囚禁里德伯离子量子计算机的首个基本元件。这个新的基本原件被证明可行，并且有潜力克服目前的量子计算法方法面临的扩展问题。

为何新的基本元件可以使量子计算机运算速度更快？

目前，量子计算机面临的最大问题之一是，如何增加每个逻辑门中发生纠缠的量子比特的数量。但是如果想要升级增加纠缠量子比特的数量，这步骤很困难。部分原因在于囚禁离子的系统内常用的多量子比特逻辑门，会随着量子比特数量的增加而遭遇“频谱拥挤问题”。但是，囚禁里德伯离子的系统不受频谱拥挤问题的影响。这表明，以囚禁的里德伯离子作为量子比特而研究的量子计算机，能够拥有更快的运算速度。

科学家们为了建造首个单量子比特里德伯门，需要造出单个离子的里德伯相干激发。他们需要首先以囚禁于陷阱中的一个锶离子开始，用激光将离子从低量子态激发到第一激发态，再将其激发到更高能的里德伯态。他们估计，不久就可以将单量子比特系统扩展到两个量子比特的系统，未来还可以添加更多量子比特。

除了潜在的升级优势，基于囚禁的里德伯离子而研制的量子计算机还拥有其他优势，包括能更好地控制量子比特、门运算速度更快等，他们将进一步研究这些可能性。

研究负责人杰拉德·希金斯表示：“接下来，我们将测量两个里德伯离子之间强烈的相互作用，并让其发生纠缠，囚禁的里德伯离子有潜力生成非常大的纠缠态。”

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