一台能够捕获离子的量子计算机原型。图片来源：苏塞克斯大学

　　物理学家已经草拟了一个使用现有技术的量子计算机蓝图，从而足以破解目前无法解决的重要问题，例如对巨大数字进行因式分解。它的设计者表示，这样的机器占地可能超过一个足球场，耗资至少1亿英镑（约合8.6亿元人民币）。

　　英国布莱顿市苏塞克斯大学日前发布消息说，该校科学家领衔的一个国际团队设计了一份有关如何建造大型量子计算机的技术蓝图，各国科学家可在这一技术架构下合作开发性能强大的通用量子计算机。

　　研究人员在2月1日出版的《科学进展》杂志上公布了这一蓝图。主持这项研究的苏塞克斯大学量子物理学家Winfried Hensinger表示：“是的，它会很大，也会很贵——但现在绝对能够建造它。”

　　澳大利亚悉尼市新南威尔士大学量子物理学家Andrea Morello指出，这个想法并不是建立实用量子计算机的第一个建议，它将涉及严峻的工程挑战。但它的雄心和方法却是显而易见的，他说。“我认为这是一篇具有里程碑意义的论文，并且在未来许多年，它将在学术界产生非常大的影响力。”

　　美国学院公园马里兰大学物理学家Christopher Monroe对此表示赞同。“尽管这个建议非常具有挑战性，但我希望在量子学术界有更多的人对此表示认同。”

　　量子计算机建立在量子技术的基础上，其性能远远超出传统计算机。原因之一是，传统计算机中的每个比特位只有0和1两种状态，而一个量子比特位可以有多个状态。量子计算机如果开发成功，将在密码破译等方面发挥巨大作用。

　　最新的这份量子计算机技术蓝图由苏塞克斯大学、美国谷歌公司、日本理化学研究所、丹麦奥胡斯大学和德国锡根大学的科学家共同完成，详细描绘了建造一个大型量子计算机的技术架构。

　　据苏塞克斯大学介绍，这份蓝图依赖一项新发明的技术，与过去的量子计算机设计中使用光纤来连接各个计算模块不同，新技术用电场和在其中移动的离子作为连接手段，能够让量子比特在各个计算模块间更快速地传输，从而帮助搭建大型量子计算机，实现远超传统计算机的计算处理能力。

　　Hensinger说：“建造大型量子计算机无疑是一个非常大的挑战，但现在是时候基于英国在这方面的突破性技术，推进学术成果转化成实际应用。”

　　研究团队将这份技术蓝图介绍给科学界同行以及科技行业后，接下来计划在苏塞克斯大学，按照蓝图中的技术架构建造一个量子计算机的原型设备。

　　近来全球许多国家和机构都在争相研发量子计算机，如美国宇航局、谷歌公司等机构合作开发的D－Wave量子模拟机对某些问题的求解速度已超过传统计算机1亿倍。但学术界还是有许多人认为这不是真正的通用量子计算机。

　　巨大的技术挑战仍然将阻碍任何渴望建造量子计算机的研究团队——例如如何制造所需的强磁场梯度以及工程师如何精确操控所需的量子比特。但Hensinger和他的同事正在根据自己的设计建造一个原型，从而证明他们的计划真的能够运行。

　　Morello表示：“建造这种量子计算机将是一个非凡的工程挑战，但这是值得追求的事情。”