科技日報記者 劉霞
據物理學家組織網13日報導， 瑞典和奧地利物理學家攜手， 研製出一款單量子比特（qubit）裡德伯門， 這是新型量子電腦——囚禁裡德伯（Rydberg）離子量子電腦的首個基本元件。 此類量子電腦有潛力克服目前的量子計算方法面臨的可擴展問題， 最新研究證明了建造此類量子電腦的可行性。
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目前， 量子電腦面臨的最大問題之一是增加每個邏輯門中發生糾纏的量子比特數量， 而這對於開發出實用的量子計算設備至關重要。 升級之所以困難， 部分原因在於囚禁離子的系統內常用的多量子比特邏輯門，
在最新研究中， 研究人員建造出了首款單量子比特裡德伯門。 為了做到這一點， 他們需要首次展示單個離子的裡德伯相干激發。 首先， 他們以囚禁於陷阱中的一個鍶離子開始， 接著使用鐳射將離子從低量子態激發到第一激發態， 再將其激發到更高能的裡德伯態。
實驗的關鍵之處在於， 裡德伯態採用相干方式獲得， 這對於建造多量子比特裡德伯門至關重要。 研究人員將相干的裡德伯激發與量子操控方法相結合，
除了潛在的升級優勢， 基於囚禁的裡德伯離子而研製的量子電腦還擁有其他優勢， 包括能對量子比特進行更好地控制、門運算速度更快等， 他們將進一步研究這些可能性。
研究負責人傑拉德·希金斯表示：“接下來， 我們將測量兩個裡德伯離子之間強烈的相互作用， 並讓其發生糾纏， 囚禁的裡德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態。 ”研究發表在最新一期《物理評論快報》雜誌上。