小型可程式設計配置量子計算機問世 減少運算步驟

本周出版的英國《自然》雜志在封面位置報告了一項量子計算機重大進展：一種小型可程式設計重新配置的量子計算機問世，這個也可稱為量子計算機結構的裝置有望被放大為規模更大的計算機。而 長期以來，量子計算的這一特性一直難以實作。理論上，量子計算機能比傳統計算機更快地解決某些問題，但迄今為止，絕大多數量子計算機隻能執行有限的任務， 且很難重新配置——事實上，這些量子計算機被設計時目标就是用來運作特定單一的量子算法的，因而盡管完成一系列任意運算的能力非常重要，此前也幾乎沒有量 子計算機可以做到這一點。

此次，美國馬裡蘭大學沙塔木·德布納特及其同僚，制造了一台由五比特的量子資訊（量子比特）組成的新型量子計算機，它能執行一系列不同的量子算法，其中一些算法可利用量子效應，一步完成一項數學計算，而傳統計算機需要數次運算才能完成這一計算。

這 些量子比特被儲存在五個離子阱中，可通過雷射操作（以雷射轟擊的辦法也可控制每個離子的電子态），它們能在不改變硬體的條件下重新配置。根據論文作者的報 告，這一系統可以約98％的準确率執行基本運算，在已完成的測試中，它展示出由離子阱量子結構所提供的計算靈活性。同時，研究人員提出，該系統中可加入更 多的量子比特，也可通過連接配接多個子產品來增加運算能力，即其子產品可以被擴充進而組成強大的量子計算機。

在一同發表的新聞評論文章中，澳洲 悉尼大學斯蒂芬·巴特利特也表示，問世的這一新裝置有望被放大為規模更大的量子計算機。不過，具體如何實作這一點目前在論文中尚未得到顯示，因而下一步， 德布納特團隊需要做的是向人們展示如何連接配接這些子產品，并說明這種擴充又增加了怎樣的計算效果。

世界首台可程式設計通用量子計算機早在2009年 就已問世，當時隻能處理2量子比特資料，卻讓科學界和産業界都歡欣鼓舞，認為可程式設計量子計算機距離實際應用已為期不遠。然而，事情的發展并不順利，甚至今 天我們仍将處理5比特量子資訊作為“重大突破”。量子計算機三十幾年來的研究進展就是這樣起起伏伏，既有令人興奮的突破，也有長期的裹足不前，且一路伴随 着質疑。目前，關于本成果的很多問題還有待解答，仍需要耐心的等待和求索。