昨日，杜克大学的杜克量子中心(DQC)和IonQ宣布发明了一种新的量子计算门操作，该操作有可能加速几种关键的量子计算技术，并有助于扩展量子算法。新的量子门是一种能同时操作多个连接的量子比特的新颖方法，并利用了仅在IonQ和DQC量子计算机上可用的多量子比特通信总线。

新的门系列包括N-qubit Toffoli门，这种量子门当且仅当所有其他量子比特都处于特定的状态时，它才会翻转选定的量子比特。与标准的双量子比特量子计算门不同，N-qubit Toffoli门一次能作用在多个量子比特上，从而实现更高效的操作。门在许多常见的量子算法中自然出现。

IonQ和杜克大学的发现可能会显着提高求解基本量子算法的效率，例如Grover搜索算法、变分量子特征求解器(VQE)以及加法和乘法等算术运算。这些用例在量子计算应用中无处不在，是IonQ在量子化学、量子金融和量子机器学习方面工作的核心。它们也是公认的量子计算机行业基准的关键组成部分，这些基准已经表明IonQ的计算机是行业领先者。

IonQ首席执行官Peter Chapman说：“这一发现是我们继续在我们已经建立的领先技术架构上构建的一个新例子。它增强了我们为量子计算开发独特和强大应用的能力。”

这项由Or Katz博士、Marko Cetina教授和IonQ联合创始人兼首席科学家Christopher Monroe教授在杜克大学进行的研究将被集成到IonQ的量子计算操作系统中，并将对公众开发使用。Monroe指出：“没有其他可用的量子计算架构——甚至其他基于离子​​的量子计算机——能够利用这个新的N-qubit门系列。这是因为IonQ的量子计算机具有独特的全连接性和宽通信总线，允许所有量子比特同时相互通信。”

这一发现是在IonQ取得了一系列研究进展之后而公告的。去年12月，IonQ宣布计划在其系统中使用钡离子作为量子比特，这将带来一系列优势，它认为这将使先进的量子计算架构成为可能。去年，该团队还推出了业界首个可重构多核量子架构和蒸发玻璃陷阱技术，预计这两项技术都将有助于扩大IonQ量子计算机中的量子比特数量。（编译:Qtech）