张大妈

3000量子比特“永动机”?哈佛MIT团队突破极限

源自UP主:科学有鱼

02-09 11:25

量子计算长期受困于原子丢失导致的频繁重启问题。哈佛与MIT团队成功研发出首个能连续运行两小时以上的3000量子比特系统。此突破的核心价值在于实现了量子计算的连续性,解决了以往系统只能短暂运行的痛点,为更复杂、更实用的量子计算应用铺平了道路。

3000量子比特“永动机”?哈佛MIT团队突破极限智能速览

  • 哈佛MIT团队构建了3000量子比特量子系统。

  • 该系统可连续运行超过2小时,无需中途重启。

  • 核心技术是“光学传送带”,每秒可补充30万个原子。

  • 系统在两小时内稳定循环超过5000万个原子。

  • 此突破使量子计算机从“炫技玩具”迈向实用化阶段。

3000量子比特“永动机”?哈佛MIT团队突破极限精华内容

量子计算的一大痛点是系统极不稳定,需要不断重启。现在,一种能自我修复的全新系统打破了这一僵局,真正开启了连续运算的大门。

脆弱的量子态

量子计算机虽然潜力巨大,但一直像一件“娇气的艺术品”。其核心问题是计算所用的原子非常不稳定,在运算过程中会轻易丢失,如同上课中途跑掉的学生。一旦原子丢失,量子信息就会被破坏,计算只能被迫中断。过去的研究者只能停下来,重新排列原子,然后从头再来,这种效率极低的方式严重制约了量子计算的发展。

激光传送带

为解决原子丢失的难题,哈佛MIT团队开发了一套“激光黑科技”。他们利用光学传送带和光镊技术,构建了一套高效的原子补位系统。这套系统能像超市收银带补充人手一样,以极快的速度将新原子搬运到指定位置,填补丢失的空缺,从而保证量子课堂不断档。其补位速度高达每秒30万个原子,确保了计算的连续性。

活的有机体

在整个测试过程中,该系统在两小时内循环替换了超过5000万个原子,却依旧保持了量子信息的稳定。这不仅仅是量子比特数量的简单堆叠,更重要的是实现了前所未有的连续性。研究团队形容这台机器像一个“活的有机体”,可以一边运转一边自我修复,甚至还能动态改变原子间的连接关系,去模拟复杂的量子磁体。

马拉松选手

这项成果的突破性在于耐力。与此同时,加州理工的另一支团队也公布了一个6100量子比特的系统,但其稳定运行时间仅有13秒。相比之下,哈佛MIT的3000量子比特系统更像是一位马拉松选手,展现了惊人的续航能力。这意味着科学家们第一次看到了可以运行数天甚至更久的量子计算机的雏形,甚至开始探讨亿级操作的可能性。

哈佛与MIT的这一成果,标志着量子计算从瞬间的实验演示迈向了可持续的技术应用阶段。它让运行数天甚至更久的量子计算机成为可能,或将彻底改写医学、金融、材料科学等多个领域。这场马拉松才刚刚开始,通用量子计算的未来令人期待。

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