量子物理学中的一个关键概念是纠缠，其中两个或多个量子系统变得如此密不可分，以至于无法通过单独观察每个元素来确定它们的集体状态。现在，耶鲁大学的研究人员开发了一种“通用纠缠器”，可根据需要连接各种编码粒子。
该发现代表了一种强大的新机制，可用于量子计算，密码学和量子通信。该研究由Robert Schoelkopf的耶鲁大学实验室领导，并出现在Nature杂志上。
量子计算是通过称为量子位的精细数据位完成的，这些数据很容易出错。科学家们说，为了实现忠实的量子计算，他们需要“逻辑”量子比特，其误差可以使用量子纠错码来检测和纠正。
耶鲁大学应用物理与物理学教授，耶鲁量子研究所所长Schoelkopf说：“我们已经展示了一种在逻辑编码量子位之间创建门的新方法，最终可以进行误差校正。”“这比以前的表现要复杂得多。”
纠缠机制称为指数-SWAP门。在这项研究中，研究人员通过确定性地将编码状态纠缠在任何选定的配置或代码中来演示新技术，每个配置或代码都安装在两个独立的3D超导微波腔中。
“这种通用的纠缠器对于强大的量子计算至关重要，”该研究的共同第一作者Yvonne Gao说。“科学家们已经发明了大量硬件高效的量子纠错码 - 每一个都巧妙地设计了具有独特特性，可以用于不同的应用。但是，每一个都需要连接一套新的定制操作，引入一个重要的硬件开销和降低的多功能性。“
通用纠缠器通过在任何期望的输入状态之间提供门来减轻该限制。“我们现在可以选择任何想要的代码，甚至可以随时更改它们，而无需重新连接操作，”联合第一作者Brian Lester说。
这一发现只是耶鲁量子研究工作的最新举措。耶鲁科学家处于开发第一批完全有用的量子计算机的前沿，并在超导电路的量子计算方面做了开创性的工作。
该研究的其他作者是Kevin Chou，Luigi Frunzio，Michel Devoret，Liang Jiang和Steven Girvin。该研究得到了美国陆军研究办公室的支持。