研究人員正在逐步接近由超導金屬環製成的小型量子計算機。一個團隊透過使用一個超導環來控制儲存在第二個環上的資訊，演示了這種計算機的關鍵組成部分。荷蘭代爾夫特理工大學的物理學家漢斯·穆伊表示，結合其他近期的進展，這一成果可能為未來一兩年內尺寸擴大一倍的裝置鋪平道路——更接近其他量子計算候選者已經取得的成就。
與當今以 0 和 1 形式處理資訊的計算機不同，量子計算機將透過將位元轉換為稱為量子位元（發音為 cue-bits）的模糊量子事物來達到新的功率水平，這些量子位元同時為 0 和 1。理論上，量子計算機將允許駭客破解當今最難破解的編碼資訊，並允許研究人員更好地模擬分子，從而設計新藥和材料。
穆伊及其同事建立了計算機邏輯基本構建塊的量子版本，稱為受控非門（CNOT 門），如果第二個位元設定為 1，則該門將位元從 0 切換為 1 或反之亦然；如果該位元設定為 0，則不執行任何操作。“你需要像受控非門這樣的東西來製作你可能需要的每個量子演算法，”穆伊說。他們的門（在本週的《自然》雜誌中描述）由兩個並排的鋁環組成，冷卻至幾開爾文（接近零下 459 華氏度）。圍繞一個環流動的電流產生了一個磁場，該磁場影響了圍繞第二個環流動的電流。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
研究人員設定環路，使一個環路（稱為控制量子位元）中的順時針電流切換第二個環路（目標量子位元）中的電流方向。然而，如果他們施加磁場，控制量子位元電流將同時順時針和逆時針流動——0 和 1 的“疊加”——這反過來導致目標量子位元中的電流既切換方向又不切換方向。
穆伊表示，下一步是將多個量子位元與 CNOT 門連線在一起。5 月份釋出的一份報告描述了一種透過在兩個非常相似的量子位元之間插入第三個環路來控制它們之間相互作用的方法，穆伊表示，這可能使他的團隊能夠將其技術擴充套件到三到四個量子位元。“你必須為每一步努力，”他說，“但它正在前進。”