研究人员使用激光束开创了新的量子计算突破
发布时间：2024-12-02 09:29:20 阅读数： 361
在威特沃特斯兰德大学（Wits）的结构光实验室里，物理学家们正用激光束和日常显示技术书写着量子计算的新篇章。他们开发出一种创新的计算系统，不仅标志着量子计算领域的一大飞跃，还可能为全球多个行业的复杂计算带来革命性的加速，特别是物流、金融和人工智能等领域。
这个创新系统的核心在于利用光的独特性质。传统计算机以二进制方式工作，即只能处理1和0两种状态。而Wits的研究团队则通过激光束和数字显示器（类似于投影仪的组件）的结合，实现了同时处理多种可能性的能力，极大地提升了计算能力。
研究团队中的硕士生Mwezi Koni和Hadrian Bezuidenhout是这一突破的关键人物。他们使用激光束、数字显示器和透镜这些看似普通的组件，构建了一个能够执行量子运算的系统。关键在于将光与这些光学设备的相互作用与量子计算机中的数学运算联系起来。通过这种方法，他们实现了以光速进行的乘法和加法运算，这是量子计算的核心。
为了验证这一系统的有效性，团队展示了Deutsch-Jozsa算法。这是一个能够测试计算机执行的操作是随机的还是可预测的算法，而量子计算机可以比任何经典计算机更快地完成这一测试。实验结果表明，他们的系统不仅能够处理传统的二进制信息，还能处理多达16个不同级别的信息。理论上，这一系统还可以进一步扩展到处理数百万个级别，这将彻底改变复杂信息的处理方式。
对于南非和其他新兴经济体来说，这一发展的重要性不言而喻。由于该系统使用的是现成的设备，因此它成为了一个经济实惠的选择，使得那些可能无法获得更昂贵的量子计算技术的研究实验室也能够进行相关的研究。
“光是这种计算的理想媒介，”Bezuidenhout表示，“它的移动速度非常快，可以同时处理多个计算，非常适合处理传统计算机需要花费更长时间才能解决的复杂问题?！?/span>
这项研究是WitsQ量子计划的一部分，并得到了南非量子计划（SAQuTI）的支持。目前，团队正在致力于扩展系统功能，以期在未来开发出更强大的计算解决方案。这一发展不仅代表了量子计算领域的重要进步，还为实现先进计算的普及和实用化迈出了重要一步，特别是在那些尖端技术基础设施可能受到成本限制的地区。
