<p>澳大利亞國立大學(xué)(ANU)的一組科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究概述了一種使用量子計算機實現(xiàn)更精確測量微觀物體的方法，這一步驟可能會在包括生物醫(yī)學(xué)傳感在內(nèi)的大量下一代技術(shù)中發(fā)揮作用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究像汽車這樣的大型日常物體的各種特性是相當(dāng)簡單的:汽車有明確的位置、顏色和速度。 然而，當(dāng)試圖檢查像光子這樣的微觀量子物體(微小的光粒子)時，這就變得更加棘手了。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這是因為量子物體的某些屬性是相互關(guān)聯(lián)的，測量一種屬性可能會干擾另一種屬性。 例如，測量電子的位置會影響它的速度，反之亦然。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這樣的性質(zhì)稱為共軛性質(zhì)。 這是海森堡著名的不確定性原理的直接表現(xiàn)&mdash;&mdash;不可能同時以任意精度測量量子物體的兩個共軛性質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>根據(jù)第一作者和澳大利亞國立大學(xué)博士研究員Lorc&aacute;n Conlon的說法，這是量子力學(xué)的決定性挑戰(zhàn)之一。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們能夠設(shè)計一種測量方法，更準(zhǔn)確地確定量子物體的共軛性質(zhì)。 值得注意的是，我們的合作者能夠在世界各地的不同實驗室實現(xiàn)這種測量，&rdquo;康倫先生說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;更精確的測量是至關(guān)重要的，反過來可以為各種技術(shù)開辟新的可能性，包括生物醫(yī)學(xué)傳感、激光測距和量子通信。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項新技術(shù)圍繞著量子系統(tǒng)的一個奇怪怪癖，即糾纏。 根據(jù)研究人員的說法，通過將兩個相同的量子物體糾纏在一起并測量它們，科學(xué)家可以比單獨測量它們更精確地確定它們的性質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;通過糾纏兩個相同的量子系統(tǒng)，我們可以獲得更多的信息，&rdquo;合著者Syed Assad博士說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在測量量子系統(tǒng)的任何屬性時，都有一些不可避免的噪聲。 通過將兩者糾纏在一起，我們能夠減少這種噪聲，并獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。 &rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>理論上，糾纏和測量三個或更多的量子系統(tǒng)以達到更好的精度是可能的，但在這種情況下，實驗未能與理論一致。 盡管如此，作者相信未來的量子計算機將能夠克服這些限制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Lorcan Conlon先生說:&ldquo;擁有糾錯量子比特的量子計算機在未來將能夠通過越來越多的副本進行有效測量。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>據(jù)澳大利亞國立大學(xué)教授、材料研究與工程研究所(IMRE) A*STAR首席量子科學(xué)家Ping Koy Lam表示，這項工作的關(guān)鍵優(yōu)勢之一是，在嘈雜的情況下仍然可以觀察到量子增強。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他說:&ldquo;對于實際應(yīng)用，比如在生物醫(yī)學(xué)測量中，即使信號不可避免地嵌入在嘈雜的現(xiàn)實環(huán)境中，我們也能看到優(yōu)勢，這很重要。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究由ARC量子計算和通信技術(shù)卓越中心(CQC2T)的專家進行，與A*STAR材料研究與工程研究所(IMRE)、耶拿大學(xué)、因斯布魯克大學(xué)和麥考瑞大學(xué)的研究人員合作。 亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)通過提供研究和架構(gòu)支持，并通過使用亞馬遜支架提供Rigetti Aspen-9設(shè)備進行合作。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員在19個不同的量子計算機上測試了他們的理論，橫跨三個不同的平臺:超導(dǎo)、俘獲離子和光子量子計算機。 這些世界領(lǐng)先的設(shè)備分布在歐洲和美洲，并可通過云訪問，使全球各地的研究人員能夠連接并開展重要的研究。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究發(fā)表在《自然物理》雜志上。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p><span>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</span></p> </blockquote>