No017 专题:探索量子计算机的真实形象

编号017

专题:探索量子计算机的现实

专家访谈专家访谈

── 我听说 D-Wave 等公司已经通过云向企业提供量子计算机,但是这里也使用了与量子互联网相关的技术吗?

不,这只是普通的互联网。事实上,QuTech 保持着所谓“活体量子纠缠”的世界纪录,距离为 13 公里*5与此同时,中国保持着“死量子纠缠”的世界纪录。他们于 2017 年从量子科学实验卫星发射了光子,当它们在地球上的最后一个站被检测到时,光子已经消失(死亡)。

2015年QuTech进行的“量子纠缠”现象实验

── 路线图最后的“拓扑量子计算”是什么?

这也是我们与 Microsoft 合作的一个主题。这里,我们讨论的不是普通的量子位,而是具有特殊性质的拓扑量子位*6这很难创建,但它很稳健并且防噪音,因此不需要太多的纠错。在正常情况下,一旦创建了量子位,就必须开始纠错,但无需这样也可以使用拓扑量子位。在某些时候需要纠正错误,但最初没有负担。

── 纠错是否意味着稳定信息?

现有技术使用闪存和其他设备来防止信息恶化并使其稳定。尽管如此,许多电子设备仍然具有某种形式的纠错功能,并且许多电子设备通过使用冗余来实现这一点。我们不是一次性保存所有信息,而是保存三次,并在一定时间后检查三者是否仍然相同。如果其中一个不同,则被认为是错误,其余两个通过多数票被认为是真实的。这是最简单的纠错方法。量子系统采用类似的方法,但对噪声更敏感,必须更频繁地进行校正。量子信息被放入多个量子比特中并得到确认,但基本上就像是不断地进行纠错。

先生罗纳德·汉森

── 您如何评价您所阐述的三个路线图中的研究成果?

QuTech 是一个有使命的研究组织,因此有必要设定具体的里程碑。我们以五年目标的形式确定了这一点。我决定五年内要实现的目标,并将我的所有研究定位为实现该目标。在大多数大学,学生在各自的专业领域进行研究是很常见的,但 QuTech 的情况并非如此。我们作为一个组织设定了目标,并制定了一个开放计划,以在所涉及的研究小组之间创造协同效应。目前,距离我开始已经有4-5年了,我正在努力设定我的下一个目标。在接下来的五年中,我们还考虑在大学之外公开提供我们的技术以供潜在用户使用,并扩大我们与公司的合作伙伴关系。

── 这是迈向更实际应用的一步。

事实上,自去年以来,我们已经开展了三个项目来演示这一概念。我们希望让外部人员能够使用云并为云做出贡献,并且我们希望在这里建立协作。尽管QuTech是在政府的资助下进行研究的,但我们希望将这项技术开发为可以与世界各地的机构和公司共享的技术。最终,如果我们不能创造出人们想要使用的东西,那么什么都不会发生。

── 有哪些演示项目?

量子互联网将于 2020 年通过量子纠缠连接荷兰四个城市*7每个城市之间的距离为50-100公里。在此之前,我们将于今年年底将代尔夫特与相距30公里的海牙连接起来。为此,我们正在使用荷兰电信的光纤和设施,并计划将其进一步扩展到莱顿和阿姆斯特丹。

光学冷却装置。我们正在使用这个设备进行实验,最终实现量子互联网。
光学冷却装置

[脚注]

*5
QuTech 在 2015 年进行的一项实验中,利用相距 13 公里的电子演示了“量子纠缠”现象,即一对遥远的量子粒子瞬间相互影响。那时,电子的存在也被证实了。
*6
拓扑量子位:一种量子位,通过利用电子在系统内分裂和散射的拓扑状态来提高稳定性。
*7
量子纠缠链接:使用量子纠缠的通信网络。
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