迪士尼彩乐园3系统 科学家用“半光子”竣事云尔量子纠缠，距离实用仅一步之遥
人所共知迪士尼彩乐园3系统，量子操办机唐突措置最浩瀚的经典超等操办机也无法破解的复杂问题。
就像经典操办机领有落寞却相互衔接、协同责任的组件（比如主板上的 CPU、内存等）同样，量子操办机也需要在多个处理器之间传递量子信息。
现在，用于衔接超导量子处理器的架构是“点对点”的衔接款式，这意味着它们需要在集结节点之间进行一系传记输，而每次传输齐会导致空虚重迭，导致空虚率相对较高。
为了克服这些挑战，麻省理工学院的计划团队开发了一种新的互连安装，该开拓复旧可膨胀的“多对多”通讯模式能让采鸠合的总共超导量子处理器径直相互通讯。
计划东谈主员搭建了一个包含两个量子处理器的集结，并利用他们研发的互连安装，在用户界说的方朝上发送微波光子。光子动作佩戴量子信息的光粒子，在这个进程中发达着抨击作用。
该开拓包含一条超导线（波导），能在处理器之间传输光子，而且计划东谈主员可笔据需求对其进行布线，延长到更长距离。通过将即兴数目的模块耦合到波导上，计划东谈主员就唐突在可膨胀的处理器集结间高效传输信息。
他们借助这一互连开拓凯旋演示了云尔纠缠时事（指未通过物理衔接的量子处理器之间存在的关联），它是构建由众大批子处理器组成的浩瀚漫衍式集结的要道智商。
“在往日，量子操办机可能既需要土产货互连，也需要非土产货互连。在超导量子比特阵列中，土产货互连很常见，而咱们的开拓则为竣事更多非土产货衔接提供了可能，唐突以不同频率、期间，在两个传播方朝上传输光子，这大大提高了集结的天真性和隐隐量。”这篇论文的第一作家、麻省理工学院电气工程和操办机科学计划生 Aziza Almanakly 暗意。
现在，这篇计划论文照旧发表在Nature Physics上，论文合著者包括麻省理工学院的 William D. Oliver 讲授、计划生 Beatriz Yankelevich，以及来自林肯施行室的其他东谈主员。此外，这项计划责任得回了好意思国陆军计划办公室、AWS 量子操办中心和好意思国空军科学计划办公室的部分资助。
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此前，计划东谈主员开发出一种量子操办模块，借助该模块唐突沿着波导向即兴地方发送佩戴信息的微波光子。
在新的计划责任中他们进一步拓展这一架构，将两个模块衔接到一个波导上，竣事光子沿所需地方辐射，并在另一端被接收。
每个模块由四个量子比特组成，这些量子比特充任佩戴光子的波导与更大的量子处理器之间的接口。耦合到波导的量子比特认真辐射和接收光子，随光辉子会传输到隔邻的存储量子比特。
计划东谈主员通过一系列微波脉冲为量子比特注入能量，量子比特接收能量后会辐射光子。通过精准法规这些脉冲的相位，迪士尼彩乐园345177骗子唐突产生量子干预效应，进而竣事沿波导向任一地方辐射光子。而通过时间上回转这些脉冲，另一个模块中的量子比特就能接收光子，不管两个模块距离有多远。
“辐射和接收光子让咱们不错在非土产货量子处理器之间开拓‘量子互连’，而量子互连是竣事云尔纠缠的要道。”Oliver 解释谈。
Yankelevich 补充说：“生成云尔纠缠是从小范围模块构建大范围量子处理器的抨击一步。即便光子解除，两个相距远处的‘非土产货’量子比特之间依然会存在探讨性。借助云尔纠缠，咱们就能利用这些探讨性，在两个量子比特之间实行并行操作，哪怕它们不再衔接且相隔甚远。”
但是，只是在两个模块之间传输光子并不及以产生云尔纠缠，计划东谈主员还需要对量子比特和光子进行事先准备，确保在条约闭幕时，两个模块能“分享”光子。
他们通过在光子辐射脉冲捏续期间的半途罢手辐射脉冲凯旋竣事了这一方针。用量子力学术语来说，此时光子处于“既保留又辐射”的景色，用经典物理的比方来说，可觉得一半的光子被保留，另一半被辐射，即“半光子”。
一朝接收模块接收了这个“半光子”，两个模块便酿成了纠缠态。不外，在光子传播进程中，波导中的辩论、引线键合和衔接等身分会使光子产生畸变，裁减接收模块的接收获果。
为了生成保真度弥漫高的云尔纠缠，计划东谈主员需要尽可能提高光子在另一端被接收的频率。“这项责任的难点在于怎样恰当地塑造光子形态，从而最大限制提高接收获果。”Almanakly 暗意。
为此，他们愚弄一种强化学习算法对光子进行“预畸变”处理。该算法通过优化条约脉冲来塑造光子形态，进而竣事最高的接收获果。
施行涌现，当他们经受这种优化后的条约时，光子接收获果进取了 60%。这一接收获果照旧弥漫高，不错解释条约闭幕时两个模块的景色是纠缠态，而这是这次施行中的一个抨击里程碑。
“咱们不错利用这种架构创建具有多对多衔接的集结。这意味着团结总线上不错有多个模块，况且咱们能在职意选用的模块对之间竣事云尔纠缠。”Yankelevich 暗意。
算计往日，计划东谈主员操办通过优化光子传播旅途来进一步提高接收获果，比如经受 3D 集成模块，取代使用超导线衔接单个微波封装的款式。同期，他们还策画加速条约实行速率，减少空虚积存的可能性。
“从表面上讲，这种云尔纠缠生成条约也不错引申到其他类型的量子操办机，以及更大范围的量子互联网系统中。”Almanakly 暗意。
https://news.mit.edu/2025/device-enables-direct-communication-among-multiple-quantum-processors-0321
