上图所示为在新研究中展示的模块化量子体系的网络拓扑图。图片来源：耶鲁大学。
耶鲁大学的研究人员演示了构建模块化量子计算机体系结构的关键步骤之一：根据需要，在两个量子位之间“隐形传送”量子门。
这项发现发表在近日的《自然Nature》杂志上。
这项新工作背后的关键原理是量子隐形传态，这是量子力学的一个独特特征，它以前被用来在两方之间传输未知的量子态，而不用物理上发送状态本身。利用上世纪90年代发展起来的理论协议，耶鲁大学的研究人员在不依赖于任何直接相互作用的情况下通过实验证明了一种量子操作或“门”。这种门对于依赖于独立量子系统的网络的量子计算是必需的，许多研究人员说这种结构可以抵消量子计算处理器固有的误差。
通过耶鲁量子研究所，由首席研究员Robert Schoelkopf和他之前的研究生Kevin Chou率领的耶鲁研究小组正在研究量子计算的模块化方法。研究人员说，从生物细胞的组织到最新的SpaceX火箭的发动机网络，模块化被证明是构建大型复杂系统的有力策略。量子模块化体系结构由一组模块组成，这些模块用作连接到较大网络的小型量子处理器。
该体系结构中的模块彼此具有自然隔离，这减少了通过更大系统不需要的交互。然而，研究人员发现，这种隔离也使得模块间的执行操作成为一个独特的挑战。远程传输门是实现模块间操作的一种方式。
Chou说：“我们的工作是第一次证明这种协议是经典通信实时发生的，允许我们实现每次执行所需操作的‘确定性’操作。”
完全有用的量子计算机有可能达到比当今的超级计算机快几个数量级的计算速度。耶鲁大学的研究人员处于开发第一台完全有用的量子计算机的最前沿，并且已经用超导电路在量子计算方面做了开创性的工作。
量子计算是通过被称为量子位的微妙数据位来完成的，这是容易出错的。在实验量子系统中，“逻辑”量子位被“辅助”量子位监控，以便立即检测和纠正错误。“我们的实验也是逻辑量子位之间的两个量子位运算的第一次演示。”Schoelkopf说。“这是一个使用误差校正量子位的量子信息处理技术的里程碑。”
来源：https://phys.org/news/2018-09-teleport-quantum-gate.html
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