今日熱門!超導量子比特首次通過貝爾測試，有望促進量子計算和量子加密技術發展

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科技日報記者 劉霞

貝爾測試可確認兩個系統是否真的發生了糾纏。瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH）科學家在最新一期《自然》雜志上刊發論文稱，他們首次證明，相距30米的兩個超導電路通過了這一量子領域的關鍵測試，證明超導電路中的量子比特之間的確發生了糾纏。超導電路是構建強大量子計算機有希望的候選方案，最新研究有望促進量子計算和量子加密的發展，擴大基于超導電路的量子計算機的規模。

兩個超導電路之間30米長的量子連接的一部分。真空管（中心）包含一個微波波導，該波導被冷卻到絕對零度左右并連接兩個量子電路。圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院

為使貝爾測試真正沒有漏洞，研究團隊必須確保在量子測量完成前，兩個糾纏電路之間不能交換任何信息。由于信息傳輸最快的速度是光速，因此測量所需的時間必須少于光粒子從一個電路傳播到另一個電路所需的時間。ETH研究人員此前已經確定，成功進行無漏洞貝爾測試的最短距離約為33米，因為光粒子在真空中行進該距離需要大約110納秒，比研究人員進行實驗所花費的時間多了幾納秒。

在最新研究中，ETF科學家讓兩個各包含一個超導電路的低溫恒溫器通過一根30米長的管子連接，其內部冷卻到略高于絕對零度的溫度，然后用隨機數生成器來決定對量子比特進行何種測量，以避免人為偏差。研究人員以每秒12500次測量的速度進行了400多萬次測量，將所有這些數據點放在一起分析，非常確定地發現，量子比特確實在經歷愛因斯坦所說的“鬼魅般的超距作用”。

研究人員表示，他們開展的這一測試證明，超導量子比特有能力利用獨特的量子特性，跨越30米連接量子比特的成功對量子計算和加密尤其有希望，未來有望擴大基于超導電路的量子計算機的規模，例如出現類似量子超級計算機中心。

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