陈根：512个量子位的中性化学键体系，量子计算更进一步

记事/陈根

1900 年，德国物理学者德斯朗克（Max Planck）驳斥粒子概念，开启了粒子全世界的铁门。基于粒子学说而诞生的新方法拥有高出除此以外集成电路将近十甚至将近百倍的算力，是吸引了无将近科技日本公司、大型学术团体乃至之外国政府的研究版块。

其之中，在除此以外的日常集成电路之中，接收者的基本为单位是位（Bit）。所有这些集成电路所做的真的都可以被分解成 0s 和 1s 的模式，以及 0s 和 1s 的简便可用。与基本上集成电路由比特组成的方式近似于，新方法由粒子比特（quantum bits）或粒子位（qubits）组成，一个粒子比特对应一个正常（state）。但是，比特的正常是一个将近字（0 或 1），而粒子比特的正常是一个矩阵。更具体地说，粒子位的正常是二维矩阵紧致之中的矩阵。这个矩阵紧致称为正常紧致。

相较于独创量化，基于粒子比特特点的新方法优势显而易见。独创集成电路之中的2位寄存器一次只能存储一个二进位将近，而新方法之中的2位粒子比特寄存器可以同时保持所有4个正常的叠加。当粒子比特的将近量为n个时，粒子芯片对n个粒子位监督一个可用就总和对独创位监督2n个可用，这使得新方法的处理速度大为提升。可以说，新方法仅次于的特点就是速度快。

也就是说，随着粒子芯片的规模扩展，每上升一个粒子位，紧致线性（监督算法所无需的内存紧致量）就会加倍，从而使独创集成电路很难有效地三维粒子电路，而紧致线性加倍促使的用处就是让人们离开超越独创集成电路并能的运用。

但显然，这不是一个很难的流程。此前，运用于粒子量化的之带电水分子体系只局限于单个水分子原素感测器。但由于感测器之中的每个水分子都带有相同特点，因此要在不依赖性毗连水分子的前提，校准单个水分子是极其困难的。

现在，斯坦福大学德斯谢菲尔德克分子工程学院现职名誉教授Hannes Bernien所率领的设计团队创造了一个由钡水分子和氙水分子组成的双原素之带电水分子感测器，可以单独掌控每个水分子，实现了首个由512个粒子位组合成的之带电水分子体系。

要发觉，目前，谷歌和IBM日本公司的新方法由超导电路组成，只远超有约130个粒子位。尽管斯坦福大学设计团队的的设备还不算是新方法，但由水分子感测器制成的新方法将更很难扩展规模，促使一些重新冲破。

在由两种不同原素的水分子组合成的混合感测器之中，毗连两个水分子可以是不同原素，带有仅仅不同的频率。这使得研究部门更很难校准和可用单个水分子，而不受周围水分子的依赖性。斯坦福大学设计团队使用512个光和光猎取钡水分子、氙水分子各256个，并观察到两个原素之间的依赖性很难忽略不计。

这种水分子感测器的混合特点也为许多运用开启了铁门，这些运用未通过一般而言原素水分子实现。正如Bernien所表示的，“我们的兼职已经启发方法论学者为此思考重新粒子协议，这正是我所期待的。”