目前,量子計算仍然存在一個巨大問題——它們非常容易受到環境噪聲影響而產生錯誤。為了給量子計算糾錯,研究者使用了量子糾錯碼,一般通過將單個比特的信息編碼到多個比特上來糾錯,這樣一來又要巨大數量的量子比特。
瓦恩蘭表示,目前,糾錯仍然非常困難。為了在無需糾錯的情況下進行量子通信,約翰·裴士基(John Preskill)提出了“噪音中尺度量子”這個概念和想法,目前該領域已經取得了一定進展。如果在這期間能產生一些有趣的中間尺度的系統,肯定會大大刺激通用量子計算機的工作。
瓦恩蘭總結說,未來量子計算研究的願景是更好的量子比特和更好的控制。
2004年諾貝爾物理學獎得主弗蘭克·維爾澤克(Frank Wilczek)則更多從物理專業領域談論量子計算,他首先介紹了量子色動力學和量子計算對它的影響。量子色動力學是一種強相互作用的規範理論,它描述組成強作用粒子(強子)的誇克和與色量子數相聯繫的規範場的相互作用。
維爾澤克指出,即使借助超級計算機和大規模計算,想要通過數值模擬解量子色動力學方程的方式,來揭示時空中的量子漲落和相關粒子的質量都是異常困難的。但是量子計算機不僅可以簡化這些複雜的計算,還可以建立單個核內的粒子,構建原子核,到原子,甚至是整個世界。
維爾澤克表示任意子可能對量子計算非常有用。任意子不能存在於自由空間中,但可以存在於特定的材料中,並具有相互糾纏的特性,它們之間的相互作用取決於路徑的拓撲結構。任意子複雜的路徑函數可以作為存儲和操作信息的一種方式來製造拓撲量子計算機。
拓撲量子計算機能夠解決量子信息易被干擾的問題。如果我們擁有的信息在邏輯上存儲在任意子上,這些路徑的拓撲結構雖然會因外界擾動或小的噪聲源干擾產生小的擺動,但由於不會改變其路徑的拓撲結構,就不會破壞以這種方式存儲和操縱的量子信息。因此這種拓撲量子計算機將具有很大優勢。 |