量子捕获示意图
美国杜克大学的杜克量子中心 (DQC) 和IonQ今天宣布了一项新的量子计算操作的发明，有可能加速几种关键的量子计算技术，并有助于扩展量子算法。新的量子门是一种新颖的方式，可以同时操作多个连接的量子比特，并利用IonQ和DQC量子计算机上可用的多量子比特通信总线。门技术的详细信息可以在预印本ArXiv上找到。
新的门系列包括N-qubit Toffoli门，当且仅当所有其他量子比特都处于特定状态时，它才会翻转选定的量子比特。与标准的双量子比特量子计算门不同，N-qubit Toffoli门一次作用于多个量子比特，从而实现更高效的操作。门自然出现在许多常见的量子算法中。
IonQ 和 Duke 的发现可能会显着提高求解基本量子算法的效率，例如 Grover 的搜索算法、变分量子特征求解器 (VQE) 以及加法和乘法等算术运算。这些用例在量子计算应用程序中无处不在，是 IonQ 在量子化学、量子金融和量子机器学习方面工作的核心。它们也是公认的量子计算机行业基准的关键组成部分，这已经表明 IonQ 的计算机是明显的行业领导者。
“这一发现标志着 IonQ 的另一个里程碑，因为我们带头演示只能在量子计算机上运行的操作，”IonQ 联合创始人兼首席科学家、杜克大学首席研究员 ChristopherMonroe 博士说为研究。“此外，没有其他可用的量子计算架构——甚至其他基于离子的量子计算机——能够利用这个新的 N 量子比特门家族。这是因为 IonQ 的量子计算机具有独特的全连接性和宽通信总线，允许所有量子比特同时相互通信。”
IonQ 预计这项由 Or Katz 博士、Marko Cetina 教授和 Monroe 在杜克大学进行的研究将被集成到 IonQ 的量子计算操作系统中，供公众使用。一旦投入使用，N-qubit 门将代表 IonQ 系统提高计算速度的另一种方式，同时利用公司量子计算架构的独特特性。
这一发现是围绕 IonQ 的研究工作和规模化准备发布的一系列公告。去年 12 月，IonQ 宣布计划在其系统中使用钡离子作为量子比特，这将带来一系列优势，它认为这将使先进的量子计算架构成为可能。去年，该团队还推出了业界首创的可重构多核量子架构和蒸发玻璃陷阱技术，预计这两项技术都将有助于扩大 IonQ 量子计算机中的量子比特数量。
IonQ, Inc.是量子计算领域首家上市公司，拥有基于离子阱技术的硬件开发技术，拥有业界首个4*16可重构多核量子架构 (RMQ)，当前市值约22.7亿美元。IonQ 是唯一一家通过Amazon Braket、Microsoft Azure 和Google Cloud 上的云以及通过直接 API 访问提供量子系统的公司。
https://thequantuminsider.com/2022/02/10/duke-university-ionqs-new-quantum-computing-gate-could-lead-to-more-efficient-quantum-algorithms/
