研究人員展示史上首個Fredkin量子邏輯門

　　昆士蘭大學(University of Queensland)和格里菲斯大學(Griffith University)的研究人員共同合作，最近演示了一種靠photonic量子比特(qubit)運作糾纏(entanglement)驅動的Fredkin量子門。構建量子計算機的一個核心難點就在于，用于處理電路的資源需要最小化。

　　量子計算機中包含了邏輯門鏈，就跟今天我們所用的計算機一樣，只不過這些門用到了量子現象。而這次的實驗，展示了科學家如何以更為直接的方式，在不需要使用小邏輯門的情況下，構建更為大型的量子電路。科學家表示，這些更大的量子電路意味著用于電路工作的邏輯門更少。

　　當前，小型與中等規模的量子計算機不可能制造出來，因為電路中需要非常多的集成邏輯門，Fredkin門或者互換門(controlled-SWAP)就是例子。在一個Fredkin門中，兩個量子比特根據第三個量子比特位的值進行互換。典型的Fredkin門需要五個邏輯操作的電路。

　　這個項目的研究人員能夠使用光子的量子糾纏(quantum entanglement)來直接完成互換操作(controlled-SWAP)。Geoff Pryde教授說：“我們這項計劃讓人比較振奮的，就是它不僅限于控制量子比特位是否交換，也可應用于各種不同的操作，開啟了有效控制更大型電路的大門。這將解除當前的束縛。”Fredkin量子門也可用于比較數字簽名，這是部分安全量子通訊協議的關鍵部分。