研究人員開發(fā)出用于分析大型超導(dǎo)電路的新工具

下一代計算和信息處理存在于有趣的量子力學(xué)世界中。預(yù)計量子計算機(jī)將能夠解決當(dāng)今最強(qiáng)大的超級計算機(jī)無法解決的大型、極其復(fù)雜的問題。

需要新的研究工具來推進(jìn)該領(lǐng)域并全面開發(fā)量子計算機(jī)。現(xiàn)在西北大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)并測試了一種用于分析大型超導(dǎo)電路的理論工具。這些電路使用超導(dǎo)量子位或量子位(量子計算機(jī)的最小單元)來存儲信息。

電路尺寸很重要，因為防止有害噪聲往往以增加電路復(fù)雜性為代價。目前，處理大型電路建模的工具很少，這使得 Northwestern 方法成為對研究界的重要貢獻(xiàn)。

“我們的框架受到最初為研究晶體中電子而開發(fā)的方法的啟發(fā)，使我們能夠?qū)σ郧半y以或不可能訪問的電路進(jìn)行定量預(yù)測，”該論文的通訊作者兼第一作者 Daniel Weiss 說。他是超導(dǎo)量子位專家Jens Koch研究組的四年級研究生。

科赫是溫伯格文理學(xué)院物理與天文學(xué)副教授，是超導(dǎo)量子材料與系統(tǒng)中心(SQMS)和量子優(yōu)勢協(xié)同設(shè)計中心(C2QA)的成員。這兩個國家中心都是去年由美國能源部 (DOE) 建立的。SQMSis 專注于構(gòu)建和部署基于超導(dǎo)技術(shù)的超一流量子計算機(jī)。C2QA 正在構(gòu)建創(chuàng)建可擴(kuò)展、分布式和容錯量子計算機(jī)系統(tǒng)所需的基本工具。

“我們很高興為這兩個 DOE 中心所追求的任務(wù)做出貢獻(xiàn)，并增加西北大學(xué)在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的知名度，”科赫說。

在他們的研究中，西北大學(xué)的研究人員通過從受保護(hù)的電路中提取使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)無法獲得的定量信息來說明他們的理論工具的使用。

詳細(xì)信息于今天(9 月 13 日)發(fā)表在開放獲取期刊《物理評論研究》上。

研究人員專門研究了受保護(hù)的量子位。這些量子位通過設(shè)計免受有害噪聲的影響，并且可以產(chǎn)生比當(dāng)前最先進(jìn)的量子位長得多的相干時間(保留量子信息的時間)。

這些超導(dǎo)電路必然很大，西北工具是量化這些電路行為的一種手段。有一些現(xiàn)有的工具可以分析大型超導(dǎo)電路，但只有在滿足某些條件時才能很好地工作。Northwestern 方法是互補(bǔ)的，并且在這些其他工具可能給出次優(yōu)結(jié)果時效果很好。

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