让我们谈谈可以促进量子机器的广泛使用，
麦克斯韦恶魔的量子等效物以及
量子门的隐形传送的技术。
/图片Wikimedia PD简要介绍麦克斯韦悖论
麦克斯韦恶魔是物理学家詹姆斯•克莱克•麦克斯韦（James Clerk Maxwell）在19世纪发明的一种虚构的生物，描述了
热力学第二定律的悖论。
麦克斯韦提出了以下思想实验。 取出一个容器，并用隔板将其分成两半。 然后将其任意填充“冷”和“热”气体分子。 这些分子混合并以不同的速度运动。
用一种装置在隔垫上打了一个洞，该装置允许热分子从左向右传递，而冷分子从右向左传递。 该设备称为麦克斯韦恶魔。 结果，储罐的一半被加热，另一半被冷却而没有任何能量消耗。
矛盾的是，在分子“占据它们的位置”之后，系统的熵小于其原始状态。 这违反了热力学第二定律，根据该定律，孤立的系统的
熵不能减小，而只能增大或保持不变。
首先，物理学家决定可以用永动机来识别麦克斯韦恶魔，因为它“无处不在”消耗能量。 但是后来证明，恶魔在分选分子上也浪费了能量。 这意味着能量来自恶魔的工作，并且不违反热力学定律。 悖论于1929年由Leo Sylard解决。
他们已经尝试了很长时间，将Maxwell的恶魔概念付诸实践。 许多研究人员甚至取得了一定的成功。 例如，2010年，日本研究
人员开发 了Sillard发动机 的机电模型，
该模型被认为是麦克斯韦恶魔的一种。 它使用的聚苯乙烯球（在原始系统中是分子）在缓冲溶液中成圈漂浮。 电压是恶魔的角色，它推动光球改变其运动方向。
三年前，麦克斯韦的恶魔被实现为具有超导铝引线的单电子晶体管。 但是，科学家们无法通过大量的原子或分子将这一概念付诸实践。 直到最近。
量子恶魔：有什么意义
今年9月，宾夕法尼亚大学的研究人员设法
进行了相当于思想实验的大规模量子等效研究。 它们以特殊的方式
将大量铯原子
的不同阵列
分组 ，从而减小了系统的熵。
为此，一组专家将所谓的
光阱与三对激光一起使用。 它使您可以捕获原子并将其冷却至超低温（仅比绝对零高几度）。
作为实验的一部分，研究人员使用波长为839 nm的激光形成5x5x5的3D光学3D晶格并将铯原子放入其中。 最初，这些原子处于
轨道量子数 （l）为4和
磁量子数 （m）为-4的状态，并随机分布在晶格上。 但是，在实验结束时，它们形成了大小为5x5x2或4x4x3的子晶格，这使系统的熵降低了两倍以上。
为了使原子沿着晶格移动，科学家改变了它的状态（改变了它的量子数）并切换了其中一个光束的偏振。 结果，处于不同状态的原子开始“排斥”并沿着晶格移动。 当需要“固定”原子的位置时，其量子数将返回其原始状态。
为什么发展有用
减少熵是创建量子位的有前途的选择。 使用中性原子进行量子计算是一项艰巨的任务。 它们没有电荷，因此很难使它们进入
量子纠缠状态，在这种状态下，物体的状态相互依赖。
原子光阱中熵的降低
使人们能够构建误差更少的量子门。
量子门被认为是量子计算机的基本逻辑元素。 因此，所提出的系统在将来允许增加量子机器的计算效率。
另一种技术是量子门的隐形传送。
为了使量子机器变得普及，有必要组织数百个量子位的协调工作。 实现这一目标的一种方法是使系统模块化：将小量子系统组合成一个大系统。
/图片Rachel Johnson CC为此，有必要使量子门具有互模相互作用的可能性。 为此，耶鲁大学的一组研究
人员开发了一种模块化的量子体系结构，其中量子门实时
传输 （从远处传输其状态）。
研究人员已经传送了
CNOT逻辑
门 （受控取反），该门执行类似于“
模2加法 ”的操作。 给定纠错码，该方法的可靠性为79％。
将来，该技术将允许组织将简单扩展的模块化量子计算机。
所有这些，再加上宾夕法尼亚大学研究人员的成就，带来了量子机广泛采用的时刻。 据信这
将在未来十年内
发生 。
PS第一个公司IaaS博客的其他资源：
PPS来自我们Habré博客上的相关文章：