量子物理學中的一個關鍵概念是糾纏，其中兩個或多個量子系統變得如此密不可分，以至于無法通過單獨觀察每個元素來確定它們的集體狀態。現在，耶魯大學的研究人員開發了一種“通用糾纏器”，可根據需要連接各種編碼粒子。

該發現代表了一種強大的新機制，可用于量子計算，密碼學和量子通信。該研究由Robert Schoelkopf的耶魯實驗室領導， 并 出現在Nature雜志上。

量子計算是通過稱為量子位的精細數據位完成的，這些數據很容易出錯。科學家們說，為了實現忠實的量子計算，他們需要“邏輯”量子比特，其誤差可以使用量子糾錯碼來檢測和糾正。

耶魯大學應用物理與物理學教授，耶魯量子研究所所長 Schoelkopf說：“我們已經展示了一種在邏輯編碼量子位之間創建門的新方法，最終可以進行誤差校正 。” “這比以前的表現要復雜得多。”

糾纏機制稱為指數-SWAP門。在這項研究中，研究人員通過確定性地將編碼狀態糾纏在任何選定的配置或代碼中來演示新技術，每個配置或代碼都安裝在兩個獨立的3D超導微波腔中。

“這種通用的糾纏器對于強大的量子計算至關重要，” 該研究的共同第一作者Yvonne Gao說 。“科學家發明了大量硬件高效的量子糾錯碼 - 每一個都巧妙地設計了具有獨特特性的設計，可以用于不同的應用。然而，它們中的每一個都需要連接一組新的定制操作，從而引入顯著的硬件開銷并降低了多功能性。“

通用糾纏器通過在任何期望的輸入狀態之間提供門來減輕該限制。“我們現在可以選擇任何想要的代碼，甚至可以隨時更改它們，而無需重新連接操作，”聯合第一作者Brian Lester說。

這一發現只是耶魯量子研究工作的最新舉措。耶魯科學家處于開發第一批完全有用的量子計算機的前沿，并在超導電路的量子計算方面做了開創性的工作。