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研究人员展示史上首个Fredkin量子逻辑门

　　昆士兰大学（University of Queensland）和格里菲斯大学（Griffith University）的研究人员共同合作，最近演示了一种靠 photonic 量子比特（qubit）运作纠缠（entanglement）驱动的 Fredkin 量子门。构建量子计算机的一个核心难点就在于，用于处理电路的资源需要最小化。

　　量子计算机中包含了逻辑门链，就跟今天我们所用的计算机一样，只不过这些门用到了量子现象。而这次的实验，展示了科学家如何以更为直接的方式，在不需要使用小逻辑门的情况下，构建更为大型的量子电路。科学家表示，这些更大的量子电路意味着用于电路工作的逻辑门更少。

　　当前，小型与中等规模的量子计算机不可能制造出来，因为电路中需要非常多的集成逻辑门，Fredkin 门或者互换门（controlled-SWAP）就是例子。在一个 Fredkin 门中，两个量子比特根据第三个量子比特位的值进行互换。典型的 Fredkin 门需要五个逻辑操作的电路。

　　这个项目的研究人员能够使用光子的量子纠缠（quantum entanglement）来直接完成互换操作（controlled-SWAP）。Geoff Pryde 教授说：“我们这项计划让人比较振奋的，就是它不仅限于控制量子比特位是否交换，也可应用于各种不同的操作，开启了有效控制更大型电路的大门。这将解除当前的束缚。”Fredkin 量子门也可用于比较数字签名，这是部分安全量子通讯协议的关键部分。

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