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摘要：一个由20个量子比特组成的巨大纠缠网络使量子计算机更接近现实。小组随后能够读出所有这些所谓量子比特中包含的信息，为计算机创建量子“短期存储器”的原型。大多数专家认为纠缠粒子将是量子计算从实验室实验到计算革命的关键。这个团队成功地将20个粒子纠缠在一起，形成一个受控的网络-仍然缺少一台真正的量子计算机，但这是迄今为止最大的这样的网络。
科学家们制造了迄今为止最大、最复杂的量子计算机网络，得到了20个不同的纠缠量子比特（或称量子比特）来相互通信。
小组随后能够读出所有这些所谓量子比特中包含的信息，为计算机创建量子“短期存储器”的原型。虽然过去的研究已经将更大的粒子群纠缠在超冷激光中，但这是研究人员首次能够证实它们确实处于一个网络中。
他们的研究发表在4月10日的《物理学评论X》杂志上，将量子计算机推向了一个新的水平，向所谓的“量子优势”迈进了一步，研究人员说：“量子比特的性能优于基于硅芯片的计算机的经典比特。从比特到量子比特的
传统计算是基于一种0和1的二进制语言——一种只有两个字母的字母表，或者一系列的球翻转到北极或南极。”。现代计算机使用这种语言是通过发送或阻止电流通过金属和硅电路，切换磁极或使用具有双重“开或关”状态的其他机制，量子计算机使用的是另一种语言，它有无限个“字母”，，如果二进制语言使用地球南北极，那么量子计算将使用地球南北极之间的所有点。量子计算的目标是利用极点之间的所有区域。
，但是在哪里可以编写这样的语言呢？你在硬件商店里找不到量子物质。所以，研究小组一直在用激光束捕获钙离子。通过用能量脉冲这些离子，它们可以将电子从一层移动到另一层。高中物理中的
，电子在两层之间反弹，就像汽车换道一样。但在现实中，电子不存在于一个地方或一个层——它们同时存在于许多中，称为量子叠加现象。这种奇怪的量子行为为设计一种新的计算机语言提供了机会——一种使用无限可能性的语言。而经典计算使用位，这些钙离子叠加成量子位或量子位。虽然过去的工作已经创造了这样的量子位，但制造一台计算机的诀窍是让这些量子位彼此交谈。
“拥有所有这些独立的离子并不是你真正感兴趣的事情，”尼古拉弗里斯，论文的第一作者、维也纳量子光学和量子信息研究所的一位高级研究员告诉《生活科学》如果它们不相互交谈，那么你所能做的就是一个非常昂贵的经典计算。
会说话的位元在这种情况下会让量子位元“说话”，这依赖于量子力学的另一个奇怪的结果，叫做纠缠。纠缠是指两个（或更多）粒子似乎以一种协调的、相互依赖的方式运行，即使它们之间相隔很远。大多数专家认为纠缠粒子将是量子计算从实验室实验到计算革命的关键。
“20年前，两个粒子的纠缠是一件大事，”该研究的合著者、奥地利因斯布鲁克大学的物理学教授雷纳·布拉特告诉《生活科学》但是当你真的想建立一台量子计算机的时候，你不必只使用5、8、10或15个量子比特。最后，我们将不得不使用更多的量子比特。
这个团队成功地将20个粒子纠缠在一起，形成一个受控的网络-仍然缺少一台真正的量子计算机，但这是迄今为止最大的这样的网络。尽管他们仍然需要确认这20台计算机完全相互纠缠，但这是迈向未来超级计算机的坚实一步。到目前为止，量子比特还没有超过经典的计算机比特，但是布拉特说，这一时刻通常被称为量子优势-布拉特说：
“量子计算机永远不会取代经典计算机，它会增加经典计算机的数量。”这些事情是可以做到的。
最初发表在Live Science上。
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