科學家構建出第一台可編程的量子電腦。它僅由5個原子組成。科學家認為,這是邁向製造出實用價值的量子電腦的重大一步。

據《自然》近日報道,美國馬里蘭大學的研究員沙塔木・德布納特(Shantanu Debnath)等人展示了一個可以編程的微型量子電腦,用五個囚禁的原子離子充當量子單元(qubits,也稱量子比特)進行計算。原則上這種結構可擴展至更多量子單元。

另據澳洲科技網站sciencealert報道,量子電腦的功能要比傳統計算機更為強大。傳統計算機的算法基礎是0或1的狀態,而量子電腦的運算基礎是量子單元不僅含有0或1而且還有0和1共同存在的狀態。

因此,量子電腦的計算速度快,有些計算可在一步完成,而傳統計算機需要數次運算才能得到結果。

研究者使用激光作為量子計算開關。(《自然》視像擷圖)
研究者使用激光作為量子計算開關。(《自然》視像擷圖)

報道說,以前其他組織製作的小型量子計算裝置智能解決單個問題,而且需要複雜的物理學編程步驟。這台量子電腦不同,編程簡單,一次可以完成三個運算。

馬里蘭大學的科學家稱這台量子電腦為「模組」(module),使用激光開關操控量子單元,其基本運算的精確率約為98%。德布納特說:「目前沒有其它量子計算具有這種靈活特點。」

目前,研究者正在嚐試增加量子計算單元,計劃增加至100個量子單元。研究者希望製造更好的量子電腦,其操作功能像智能手機那樣簡單,而無需複雜的量子編程。

研究主持者克里斯托弗・蒙羅(Christopher Monroe)說:「對於任何計算機來說,使用者無需知道計算機內部的事情。幾乎無人關心iPhone在執行功能時機器內部的具體運行情況。」◇