澳洲雪梨攜手美國矽谷推進量子計算之研發

在一個以雪梨為基地的公司被挑選出與美國科技巨人IBM合作發展量子計算工業之後，澳洲就朝著成為逐漸成形的量子計算市場的國際主流而努力。

一家名叫Q-CTRL的公司是由在雪梨大學（the University of Sydney）工作的物理學家們所組成的。這家公司就是被IBM從各個領域中海選挑出的八家新興企業之一。

一個IBM與澳洲雪梨的量子研究者之間的合作可能為澳洲的科技領域帶來豐厚的利潤。影像取自蓋提影像(GETTY IMAGES)的崔布林(NIGEL TREBLIN)的作品

雪梨大學的研究人員最近報告了一個重要的進展，就是他們已經克服了量子計算發展中的一個主要的問題─系統噪音。
 

量子計算這個領域的主要基礎圍繞著糾纏中的量子位元（或稱qubits），就是當這些量子位元都佔據了兩個資訊狀態的疊加所組成的狀態。傳統數位計算裡的一個位元只能處於兩個資訊狀態之一（舉例來說也就是0或1），而量子位元可以「同時」處在兩個狀態。這種能力就是一個量子系統優勢的關鍵。
 

然而，糾纏中的量子位元先天上就極為脆弱，因為這種量子糾纏狀態是很容易消失的，這種情況，在量子的行話裡被稱為「去同調化」(decoherence)；一旦發生，編碼在量子位元上的資訊就毀了。造成「去同調化」的最主要原因正是來自製造糾纏狀態的系統所產生的噪音。
 

在一篇今年度早期發表在《物理評論通訊》(Physical Review Letter)的論文中，來自雪梨大學的「量子系統工程中心」(Centre for Engineered Quantum Systems )的研究人員透露了一個霹靂大絕招，就是對編碼做了一個簡單的修正，但是效果卓著，能在去同調化入侵之前大幅改進系統的強韌性。
 

該論文的作者們報告了一個驚人的進步，就是系統在崩潰之前所能容忍的干擾量狂增了400％。這一部份和其他相關的進展就是Q-CTRL之所以吸引IBM的地方。Q-CTRL的創辦人畢爾卡克(Michael Biercuk)表示，和那一家以加州為基地的公司結盟合作是很自然的。他說：「對於Q-CTRL而言，若要真正解決「硬體誤差」這個量子計算裡最困難之一的問題，那麼和IBM攜手是個合乎邏輯的一步。」
 

量子必殺技將量子計算拉得更接近實現了。
 

「在IBM持續將她的量子電腦越作越大的同時，我們做為合作伙伴，將能夠直接接觸到他們公司最先進的設備，並且有機會幫忙解決一些量子計算中最令人頭痛的挑戰。」畢爾卡克說：「我們的技術已經經由我們的「離子補集實驗室」(ion-trapping laboratory)證實有效。和IBM搭檔，讓我們得到新的機會在一套完全不同的量子計算硬體上檢測這些概念。」
 

世界普遍的預測，成功的開發實用、可持續穩定的量子電腦，將會使得工業、研究、密碼學、甚至我們的日常生活，都大為改觀。
 

IBM是世界公認在量子計算領域發展的領先者，但這並不表示她是賽道上唯一的跑者。其他科技大咖，包括谷歌(Google)、微軟(Microsoft)、IonQ、和Regetti等等企業也都是這個領域裡的佼佼者。

感謝Cosmos授權物理雙月刊翻譯本文並刊登於物理雙月刊網站及雜誌。
原文作者：Andrew Masterson ，編譯者︰林中一
原文刊登於Cosmos April/2018
https://cosmosmagazine.com/physics/sydney-teams-with-silicon-valley-to-boost-quantum-computing-r-d