【大纪元2013年01月04日讯】（大纪元记者王明编译报导）两个独立的科学研究小组，建构了一种新型的装置，能媲美量子电脑（quantum computer），且超越传统电脑的运算能力，称为玻色子取样电脑（boson-sampling computer）。此装置是传统和量子电脑之间的桥梁。理论上，虽然玻色子取样电脑的处理讯号速率低于量子电脑，但比传统电脑更能处理一些棘手的问题。
据《每日科技新闻》（TechNewsDaily）网站最新报导，这种新电脑类似量子电脑，是依赖称为“玻色子”（boson）的粒子，而量子电脑在一些重要方面不同于传统电脑。一般的电脑是以1和0的讯号，被称为二进位位元，经由电晶体内开或关的快速切换方式呈现。然而，量子电脑则是量子位元（quantum bits or qubits），量子在称为“叠加”（superposition）状态，可同时进行开和关的转换。
这也使得这种新型装置能同时进行两种运算。量子物理学容许这样的现象发生，因为量子科学家们认为，粒子能立即在不同地方存在，或同时以相反的方向旋转。
原则上，量子电脑比传统电脑在解决某些问题时，运算速率快许多，因为量子电脑可立即贯穿所有可能的组合。一台300量子位元处理速率的量子电脑，可于一瞬间完成的运算次数，较宇宙中所有的原子数量还多。
创建量子电脑 难度极高
然而，将量子维持在叠加的状态深具挑战性，而且问题会变得更加困难，因为牵涉了更多的量子位元。因此，欲建立较传统电脑处理能力更强大的量子电脑，已经证明是项相当艰难的挑战。
而玻色子电脑的好处是，并不需要量子位元。澳洲昆士兰大学的量子物理学家布鲁姆（Matthew Broome）说：“这在技术上比创建一台全面性的量子电脑要单纯许多。”实际上，玻色子电脑是一种特殊型态的量子电脑。
玻色子电脑和一般量子电脑的主要区别，在于前者解决不了一般适用于量子电脑的问题，但依据推测，仍能解决传统电脑无法处理的大量棘手问题。玻色子取样电脑是介于两者之间的中级模式。
玻色子电脑 前景看好
玻色子电脑并非基于量子位元，而是被称为玻色子的粒子。英国牛津大学量子研究人员沃姆斯利（Ian Walmsley）说：“我们的装置是使用光子。光子是构成光的能量包，且是玻色子的一种。”
布鲁姆和沃姆斯利分别隶属不同研究小组，各组都分别设计玻色子电脑。他们的电脑涉及多种都能产生单一光子的设备。光子被置入彼此相互作用的网络。之后，他们装设感应器用来分析粒子，显现光子的输出结果。
这些输出光子呈现的计算工作，操作过程称为玻色子取样。当更多光子输出，其运算速率也迅速增长，便能远远超越传统电脑。新电脑能够准确地解决光子采用何种路径的问题，布鲁姆和其他的同事输出3个光子，而沃姆斯利和合作者则是4个。
由于玻色子的取样运算仍处于初步阶段，尚无法确定这些计算机是否能超越目前玻色子取样的处理能力，进而解决更多的问题。不过，这项研究表明，基于量子物理原理的电脑确实可以超越传统电脑的范畴，并处理问题。
布鲁姆说：“现在透过玻色子取样技术，我们研发出依据量子物理学的装置，可以解决被认为是传统电脑无法处理的棘手问题。”
（责任编辑：林文）
