全世界的科学家们正在竞相创造实用的量子计算机。量子计算机的进步将使超级计算机的能力黯然失色，它有可能为疾病和气候变化等社会最棘手的问题提供解决方案。与此同时，科学家们还正在研究创建高效的量子计算网络需要哪些组件(如光源、探测器和分束器等)。

为了进一步推动每一项工作，纽约州立大学(SUNY)的一个研究团队使用开源软件来模拟一个正常运行的量子计算网络。他们的研究于近期在线发表在《AVS Quantum Science》上。这项新研究旨在通过模拟一个两方都能安全共享信息的量子计算网络来探索它会存在的限制。

该研究的主要作者、纽约州立大学布法罗分校工程与应用科学学院电气工程教授Vasili Perebeinos博士说：“量子计算的潜力是非常巨大的。虽然我们越来越接近能采用这项新技术，但仍有许多基本的问题需要回答。”

与今天的计算机将信息编码为取“0”或“1”值的比特不同，量子计算机使用的量子比特(也称为量子位)利用了亚原子粒子具有同时存在“0”和“1”状态的能力。这种编码转换极大地提高了计算机分析信息的能力。

然而，大多数量子比特都非常脆弱。有些需要低至-273℃的温度才能表现出具有长寿命的相干性——这是量子比特能继续正常运行的另一种说法，允许量子计算机可在该寿命时长内执行运算工作。

该研究包括了量子科学的许多方面，例如量子纠缠等。量子纠缠是一组亚原子粒子的属性。纠缠在一起的粒子，其中的一个粒子的量子特性(如自旋或动量)会与其他粒子具有同等特征，且无论它们在空间上分离的有多远。

论文共同作者、纽约州立大学布法罗分校文理学院物理学教授Xuedong Hu博士说：“我们想探索如何有效地在遥远的节点之间共享量子纠缠。有效量子互联网的基本标准是在具有高重复率的遥远节点之间鲁棒的产生纠缠。”

Perebeinos教授说：“作为硬件组件特性函数的量子网络性能模拟，该研究为检查不同材料平台在量子网络中设计有效的电路元件开辟了一条途径。例如，可扩展的第二代量子局域网需要基于固态材料平台。然而，使用固态材料来制造长寿命的量子存储器比基于原子气体的量子存储器要更具挑战性。”

研究人员表示，这项工作的目标是提高科学界对使量子计算网络可靠和实用所需的物理系统方面的知识。该工作仍在继续进行中，研究人员表示他们还计划进行进一步的模拟。（编译:Qtech）