摘自《基础科学动态监测快报》2005年8月1日 第15期
阳宁晖 编译
(Fundamental Limitation to Quantum Computers,
http://www.sciencedaily.com/releases/2005/07/050708060942.htm)
量子计算机遇到的根本性限制
荷兰莱顿大学的理论物理学家在近期Phys Rev Lett 上发表的文章中指出，量子计算机面临一个根本性限制。
量子计算机只能在信息存储到足够长的时间才能运行。量子比特的所谓一致性确保了量子信息的完整保留。研究人员发现超过时间进程并且还要利用这个存储信息时，这种一致性会自然消失。这对量子计算机的发展是个重要问题。量子计算机利用的是量子力学系统—— 一个电子、原子或更大的系统，比如可以模拟两个存在状态的超导量子比特。通常两个状态中的一个状态一消失，系统就会与外部产生接触，而导致一致性消失、量子比特中的信息丢失。
典型的量子比特由大量粒子组成，无奈受到环境影响的可能性很大，因此会受制于不一致性。莱顿大学罗伦兹研究所的Jasper van Wezel等人己经开始研究是否可能在孤立的量子比特中保持一致性。他们的研究发现令人惊讶，一致性甚至在没有外界影响的情况下也会本能地趋向于消失。这个过程与量子力学的自然对称破缺有关。经典物理中，有一个与该过程等价的例子——溶液中的自然结晶化，在一个确定的位置，晶体自然形成，从而打破了流体的结构。
按照研究人员的预测，量子比特的一致性将会在一些很有希望的概念中消失。而且，量子比特越小发生消失就越快。所有这些对量子比特的发展似乎已经形成了一个基本限制。实验研究将会证明这种现象是否真会发生。 |
