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比特之城
我（在机场休息室）用来写下这些文字的这台笔记本电脑是如何设计和制造的？它既不是由老派工匠像制作斯特拉迪瓦里小提琴那样精心设计而成，也不是在某个庞大、烟雾缭绕的福特主义工厂中制造而成。它的零部件和子组件是在世界各地同时设计和制造的 - 从硅谷到新加坡。每一步都使用了计算机辅助设计 (CAD) 系统、计算机控制流程和工业机器人。零部件制造和产品组装操作在地理上是分开的，零部件交付经过精心安排和协调，以避免短缺和不必要的囤积。各种设计、零部件制造和产品组装任务不是由单个工业公司完成的，而是由一个错综复杂的国际联盟的不同成员完成的。成品的软件 - 我自己选择和安装的 - 与硬件一样重要。现在，这个复杂的人工制品在我手中，虽然被广泛使用，但其使用寿命很短；很快它就会过时。当它不再能像某些竞争产品那样有效地将我连接到电子信息环境时（尽管它仍然运行良好），我只需转移我的软件和数据，然后扔掉过时的残骸；信息突变生态系统是一个残酷的达尔文主义的地方，它会产生无尽的突变，并迅速淘汰掉
计算的下一步是什么——比特、人工智能和量子比特？
尽管取得了这些进展，但仍有许多重大且相关的问题对于传统计算机和 AI 加速器来说是难以解决的，但量子计算机可以解决这些问题。过去几年，量子计算技术取得了长足的发展，自下而上地开发了整个堆栈。这些量子系统在规模、质量和速度上不断扩大，量子处理器单元已超过 1000 个量子比特。最近的错误缓解方法的实施开始实现有趣的计算机制，其中量子计算机运行的电路超出了蛮力传统模拟的范围。此外，技术路线图正在为未来十年内未来的纠错系统铺平道路。
从比特到量子比特：经典量子集成的挑战
摘要 — 虽然量子计算在解决以前难以解决的问题方面具有巨大潜力，但其目前的实用性仍然有限。实现量子效用的一个关键方面是能够有效地与来自经典世界的数据交互。本研究重点关注量子编码的关键阶段，该阶段能够将经典信息转换为量子态，以便在量子系统内进行处理。我们专注于三种突出的编码模型：相位编码、量子比特格和量子图像的灵活表示 (FRQI)，以进行成本和效率分析。量化它们的不同特征的目的是分析它们对量子处理工作流程的影响。这种比较分析提供了有关它们的局限性和加速实用量子计算解决方案开发的潜力的宝贵见解。索引词 — 量子计算、混合经典量子计算、量子编码、基准测试
广播单量子比特和多量子比特纠缠态
借助测量的量子纠缠提供了多种途径来向网络中的各方传达信息。在这项工作中，我们概括了以前的广播协议，并提出了广播乘积和多部分纠缠量子态的方案，在后一种情况下，发送者可以远程添加相位门或中止分发状态。我们首先关注网络中乘积量子态的广播，并将基本协议概括为包括任意基础旋转并允许多个接收器和发送者。我们展示了如何在网络中添加和删除发送者。概括还包括这样一种情况，即事先不知道要应用于广播状态的相位，但会将其提供给以另一种量子态编码的发送者。广播乘积状态的应用包括身份验证和三态量子密码学。在第二部分中，我们研究了在与多量子位相位门纠缠的多个接收器之间共享的单个多量子位状态的分布，其中包括图状态作为示例。我们表明，通过与发送者协调，接收者可以仅使用 Pauli X 基础测量来协助执行基于远程分布式测量的量子计算。作为此的另一个应用，我们讨论了多量子比特 Greenberger-Horne-Zeilinger 状态的分布。
量子计算 (CST 第二部分) - 讲座 1：比特和量子比特
...尝试寻找物理学的计算机模拟在我看来是一个值得推行的优秀计划...它的真正用途是量子力学...自然不是经典的...如果你想模拟自然，你最好用量子力学来模拟，天哪，这是一个很棒的问题，因为它看起来并不那么容易。
猫量子比特的量子控制，比特翻转时间超过十秒
量子比特 (qubits) 由于与环境的交互不受控制，容易出现多种类型的错误。纠正这些错误的常用策略是基于涉及惊人硬件开销的量子比特架构 1 。一种可能的解决方案是构建本质上可以防止某些类型错误的量子比特，这样可以大大减少纠正其余错误所需的开销 2–7 。然而，这种策略依赖于一个条件：对量子比特的任何量子操作都不能破坏精心设计的保护 5,8 。一种称为猫量子比特的量子比特被编码在量子动力系统的亚稳态流形中，从而获得持续、自主的防位翻转保护。在这里，在超导电路实验中，我们实现了一个猫量子比特，其位翻转时间超过 10 秒。这比之前发布的猫量子比特实现提高了四个数量级。我们制备并成像了量子叠加态，并测量了大于 490 纳秒的相位翻转时间。最重要的是，我们在不破坏位翻转保护的情况下控制了这些量子叠加的相位。该实验以前所未有的水平展示了量子控制和固有位翻转保护的兼容性，展示了这些动态量子比特在未来量子技术中的可行性。