这些怪异的纠缠原子刚刚使量子计算更接近一步

科学家已经制造出最大，最复杂的量子计算机网络，获得20个不同的纠缠量子比特或量子比特，以便相互通信。

然后，该团队能够读出所有那些所谓的量子比特中包含的信息，为计算机创建量子“短期记忆”的原型。虽然过去的努力已经在超冷激光器中缠绕了更多的粒子群，但这是研究人员第一次能够确认它们确实存在于网络中。

从位到量子位

传统计算基于0和1的二进制语言 - 只有两个字母的字母表，或者一系列翻转到北极或南极的地球仪。现代计算机通过发送或停止通过金属和硅电路的电流，切换磁极或使用具有双“开或关”状态的其他机制来使用这种语言。

然而，量子计算机使用不同的语言 - 具有无限数量的“字母”。

如果二进制语言使用地球仪的北极和南极，那么量子计算将使用其间的所有点。量子计算的目标也是使用两极之间的所有区域。

但是这样的语言可以写在哪里呢?这不像你可以在五金店找到量子物质。因此，该团队一直用激光束捕获钙离子。通过用能量脉冲这些离子，它们可以将电子从一层移动到另一层。

在高中物理学中，电子在两层之间反弹，就像汽车改变车道一样。但实际上，电子并不存在于一个地方或一个层中 - 它们同时存在于许多地方，这种现象称为量子叠加。这种奇怪的量子行为提供了设计新计算机语言的机会 - 一种使用无限可能性的计算机语言。经典计算使用比特，这些叠加的钙离子变成量子比特或量子比特。虽然过去的工作之前已经创建了这样的量子比特，但制作计算机的技巧是让这些量子比特彼此交谈。

“单独拥有所有这些离子并不是你感兴趣的东西，”该论文的第一作者，维也纳量子光学和量子信息研究所的高级研究员Nicolai Friis告诉Live Science。“如果他们不互相交谈，那么你所能做的只是一个非常昂贵的经典计算。”

说话的位

在这种情况下让量子位“说话”依赖于量子力学的另一个奇怪后果，称为纠缠。纠缠是当两个(或更多)粒子似乎以协调的，依赖的方式操作时，即使在相隔很远的距离时也是如此。大多数专家认为，随着量子计算从实验室实验到计算革命的发展，纠缠粒子将成为关键。

研究报告的共同作者，奥地利因斯布鲁克大学的物理学教授雷纳布拉特告诉Live Science，“二十年前，两颗粒子的纠缠是一件大事。” “但是当你真正想要建造一台量子计算机时，你不仅需要使用五个，八个，十个或十五个量子比特。最后，我们将不得不使用更多，更多的量子比特。”

该团队设法将20个粒子整合到一个受控网络中 - 仍然缺少真正的量子计算机，但迄今为止最大的这样的网络。虽然他们仍然需要确认所有20个都完全纠结在一起，但它是迈向未来超级计算机的坚实一步。迄今为止，量子比特并没有超越传统的计算机比特，但布拉特说，这一时刻 - 通常被称为量子优势 - 即将到来。

“量子计算机永远不会取代经典计算机;它会增加它们，”布拉特说。“这些事情都可以做到。”