施麗釵 |特約編輯 (臺灣大學化學系)
相較於古典電腦用位元(Bit)的形式表示0或 1,而量子電腦則是以量子位元 (qubit)的形式,可以表示同時處在0跟1的疊加態(Superposition),此外量子位元跟量子位元間可以產生量子糾纏(Quantum entanglement),使兩者的狀態會互相影響,不能只考慮單一量子位元的狀態。若量子位元(Qubit)由超導電路製成,則稱為超導量子電腦(Superconducting Quantum Computer)。
超導體是一種在極低溫下電阻為零、可以讓電流快速流動的材料。超導電路產生的兩種不同頻率的振動可以分別對應到量子位元的0與1狀態,並可以藉由對電路施加微波脈衝的方式改變振動態,達成控制量子位元狀態的操作 — 量子邏輯閘。若是使兩個量子位元擁有相同的振動頻率,則可以在兩者間產生量子糾纏。 藉由測量超導電路的電流、電壓和磁場,可以得知量子位元的狀態。
由超導電路所做成的單一量子位元,有著因為超導性質可以快速地傳輸資料,並且容易製備的優點。然而同時也因為超導性質,環境若沒有保持在極低溫,超導電路會受到影響而產生錯誤。此外,如何讓多個量子位元彼此之間產生量子糾纏也是個超導量子位元面臨的一大難題。
想要瞭解2022諾貝爾物理學獎得主的研究重要性及相關內容,可參考下列諾貝爾獎官方網站中所提供的相關資源,作為教學或學習的素材…
專為高中生量身策劃(活動結束)
課程日期:2022/7/21(四)~7/22(五)
課程時間:早上9點至下午4點
報名截止:111/6/30(四)
王泰洲|特約編輯
將量子電腦連結起來而形成的「量子網路」,存在著可以為我們提供強大計算能力以及電腦資料安全服務的潛力。而目前包括量子電腦、量子記憶體…
黃昱銘|特約編輯
在量子計算的過程中,當量子位元與周圍環境發生相互作用時,會產生大量的雜訊,而雜訊所導致系統的不穩定性…
黃俊銓|特約編輯
聚合物在現今的生活中扮演了許多重要的角色,從生活中常使用到的塑膠袋、輪胎,到對於生物至關重要的蛋白質,都是屬於一種聚合物…