量子计算机应用渺小振动实现数据存储 就像吉他上的音符一样

尽管这项研究今朝仍属于概念验证阶段，尚未制造出可以或许超出传统计算机的商用设备，但它成功向外界证清楚明了基于振动的存储器完全可以作为实用的计算资本发挥感化。研究团队指出，将来的重要挑衅在于范围化扩大，即在明显增长存储容量和处理才能的同时保持低缺点率并实现对宏大年夜量子状况的靠得住控制。该研究成果已正式揭橥在《科学》（Science）杂志上。

这枚实验性芯片的尺寸约为长7.5毫米、宽2.5毫米、厚1毫米，其宽度与人类的小指甲盖大年夜致相当。固然这些活动产生在高频率的微不雅机械谐振器内部且无法被人耳听到，但研究团队经由过程将这些渺小的谐振器作为工作存储器与超导量子处理器相连接，成功展示了一种全新的量子计算机架构，这一架构在理念上加倍接近当今经典计算机中广泛采取的基本构造。

在绝大年夜多半现有的量子体系中，计算与存储并没有获得清楚的区分，处理过程和信息存储往往慎密结合在同一硬件中，这使得在不增长粗笨组件的情况下扩大机械变得十分艰苦。比拟之下，苏黎世联邦理工学院的研究团队借鉴了传统计算中中心处理器（CPU）负责计算、随机存取存储器（RAM）负责临时存储数据的经典模式。在这种全新的量子工作存储器中，信息不是平日的电磁存储方法，而是以机械振动的情势保存。

在实际运作中，超导量子比特充当处理器和控制单位，而机械谐振器则在计算过程中保存量子信息。每当处理器须要特定信息时，超导量子比特就会与选定的振动模式互相感化，修改其量子状况后再将其放回存储器中。这种分工充分发挥了两种技巧的优势：超导量子比特可以或许履行快速操作并供给量子逻辑所需的非线性行动，而机械谐振器则具有构造紧凑、支撑多个自力振动模式以及可以或许较长时光保持量子状况的特点。

为了测试这一可编程量子架构，研究人员成功实施了两项核心计算法度榜样：量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform）以及量子寻期（period-finding）算法。这两项测试请求体系预备、存储、连接并精确操控多个量子状况，同时在不破坏相干性的前提下在处理器与不合的机械存储模式之间传输信息。实验成果证实，该体系可以或许履行受控的相位操作，并在其可用存储器中连接存储的状况。