20個超導量子比特芯片 量子究竟是什么？

8月9日美國《科學》雜志發表，浙江大學等國內單位組成的團隊開發出具有20個超導量子比特的量子芯片，并成功操控其實現全局糾纏，刷新了固態量子器件中生成糾纏態的量子比特數目的世界紀錄。科研人員介紹，此次研發的芯片擁有比特之間進行相互連接特點，這能提升量子芯片運行效率，也是能夠率先實現20比特糾纏的重要原因之一。

量子究竟是什么?

量子是構成物質的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。量子是物質的最基本構成單元，或者說是能量的最基本攜帶者。所有的微觀粒子，包括分子，原子，電子和光子都是量子的一種表現形態。舉個簡單的例子，我們每天都要喝水，把一杯水分成一半，然后四分之一，一直細分下去，就變成一個個水分子了，而水分子本身就是量子的范疇。構成世界的所有物質都是由很小的微粒子組成的，所以從某種程度上講，人類就是一個龐大量子的集合體，整個世界也是由量子組成的。因為已經是最小的單位了，所以量子不能再被分割。

量子比特：

量子比特還沒有一個明確的定義，不同的研究者采用不同的表達方式。參照Shannon信息論中比特描述信號可能狀態的特征，量子信息中引入了"量子比特"的概念。

從物理學的角度，人們習慣于根據量子態的特性稱為量子比特(qubit或qbit)、糾纏比特(ebit)、三重比特(tribit)、多重比特(multibit)和經典比特(cbit)等等。這種方式讓人眼花繚亂，并且對量子比特的描述要根據具體的物理特性來描述。為了避免這些問題的困擾，這里從信息論的角度對量子比特做出統一的描述。

量子糾纏：

量子糾纏(quantum entanglement)，或稱量子纏結，是一種量子力學現象，是1935年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波，其量子態表達式:其中x1，x2分別代表了兩個粒子的坐標，這樣一個量子態的基本特征是在任何表象下，它都不可以寫成兩個子系統的量子態的直積的形式。 定義上描述復合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態，此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。

量子糾纏技術是安全的傳輸信息的加密技術，與超光速傳遞信息相關。盡管知道這些粒子之間"交流"的速度很快，但我們目前卻無法利用這種聯系以如此快的速度控制和傳遞信息。因此愛因斯坦提出的規則，也即任何信息傳遞的速度都無法超過光速，仍然成立。 實際上的糾纏作用并不很遠。

量子糾纏原理是什么?

量子糾纏是指量子態的一種性質。它是量子力學疊加原理的后果。 而量子態，即“量子狀態”，是量子力學的中心概念。

比如，光有個性質叫偏振，代表了電場振動方向，它總是位于與傳播方向垂直的平面上。如果偏振方向沿著這個平面上的一個特定方向，這種光就是線偏振光，偏振方向沿著這個特定方向。 非偏振的自然光透過偏振片，可以產生偏振方向沿著透光軸的線偏振光。

如果讓線偏振光垂直入射一個偏振片，它透過的強度是原來強度的x2，這個x是個不大于1的數，由光的原來的偏振方向與偏振片的透偏方向決定。