科學家研發出 51 量子位元,達到「量子霸權」的量子電腦

盧金博士在他的哈佛大學實驗室(圖:哈佛大學)

「量子霸權」(Quantum Supremacy)的概念由 Google 提出,意指當量子電腦發展到 50 量子位元(Qubits,量子電腦的運算單元,相當於傳統電腦的位元)時,就能超越傳統電腦的運算能力。然而今天許多先進的量子電腦仍遠低於 20 量子位元,例如 IBM 在 5 月宣布運行的量子電腦便只有 17 量子位元。

不過,最近在莫斯科舉行的第四屆量子技術國際大會(ICQT)上,哈佛大學教授哈伊爾·盧金(Mikhail Lukin) 博士宣布他的團隊已經成功建造出 51 量子位元的量子電腦。

51 量子位元

盧金博士在演說中表示,他的團隊與麻省理工學院(MIT)研究人員在哈佛實驗室成功建造出 51 量子位元的量子模擬器。這個成就使得盧金團隊在全球量子電腦研究領域達到領先的地位。

這個量子模擬器使用了雷射冷卻的原子,並使用雷射將原子固定。目前較熱門的方法是採用超導離子連結約瑟芬接面(Josephson junctions),這是 Google 研究人員使用的方法。另一種常見的方法是利用電磁場「俘獲」原子。

當被問及實現量子電腦最可行的技術時,盧金博士在演說中告訴國際財經時報(International Business Times):「我認為任何一種技術的勝出還為時過早,而且如果我們考慮到真正的大規模、數十萬量子位元的量子電腦,說真的,我不認為目前有任何人知道如何達到這個地步。」

盧金博士在演說中還提到,他的團隊使用 51 量子位元電腦模擬了多粒子量子系統,而如果使用傳統電腦,可能需要數十億年的時間才能運算出結果。他們在研究過程中的一些新發現,是透過傳統電腦的近似計算來驗證的,研究人員計畫將繼續在他們的系統上進行更多的實驗。

 

資料來源:

  1.  Goenka, H. (2017, July). First 51-Qubit Quantum Computer Using Cold Atoms Announced In Moscow. International Business Times.
  2. Bernian, H., Schwartz, S., Keesling, A., Levine, H., Omran, A., Pichler, H., Choi, S., Zibrov, A. S., Endres, M. et al…… (2017). Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator. Arxiv.org.
鄭啟仲
鄭啟仲 54 文章
資管碩士,熟悉軟體工程與程式設計,喜歡吸收科普和技術新知,現為明日科學編輯。