研究人員展示史上首個(gè)Fredkin量子邏輯門

　　昆士蘭大學(xué)(University of Queensland)和格里菲斯大學(xué)(Griffith University)的研究人員共同合作，最近演示了一種靠photonic量子比特(qubit)運(yùn)作糾纏(entanglement)驅(qū)動(dòng)的Fredkin量子門。構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)核心難點(diǎn)就在于，用于處理電路的資源需要最小化。

　　量子計(jì)算機(jī)中包含了邏輯門鏈，就跟今天我們所用的計(jì)算機(jī)一樣，只不過(guò)這些門用到了量子現(xiàn)象。而這次的實(shí)驗(yàn)，展示了科學(xué)家如何以更為直接的方式，在不需要使用小邏輯門的情況下，構(gòu)建更為大型的量子電路?？茖W(xué)家表示，這些更大的量子電路意味著用于電路工作的邏輯門更少。

　　當(dāng)前，小型與中等規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)不可能制造出來(lái)，因?yàn)殡娐分行枰浅６嗟募蛇壿嬮T，Fredkin門或者互換門(controlled-SWAP)就是例子。在一個(gè)Fredkin門中，兩個(gè)量子比特根據(jù)第三個(gè)量子比特位的值進(jìn)行互換。典型的Fredkin門需要五個(gè)邏輯操作的電路。

　　這個(gè)項(xiàng)目的研究人員能夠使用光子的量子糾纏(quantum entanglement)來(lái)直接完成互換操作(controlled-SWAP)。Geoff Pryde教授說(shuō)：“我們這項(xiàng)計(jì)劃讓人比較振奮的，就是它不僅限于控制量子比特位是否交換，也可應(yīng)用于各種不同的操作，開(kāi)啟了有效控制更大型電路的大門。這將解除當(dāng)前的束縛。”Fredkin量子門也可用于比較數(shù)字簽名，這是部分安全量子通訊協(xié)議的關(guān)鍵部分。