第九七一天，澳大利亚新南威尔士大学的一个量子团队开发了一种重置量子计算机的方法。所谓“重置”也就是制备一个处于“0”状态的量子比特，这种新方法具有很高的置信度，这是可靠的量子计算所需要的。该方法出奇地简单：它与一种叫做“麦克斯韦妖”的热力学思想实验有关，在这个150年前由英国著名物理学家詹姆斯·麦克斯韦提出的思想实验中，麦克斯韦妖可以通过观察单个分子的速度，从而违反热力学规律将气体分离成冷热气体。

“在这里，我们使用了一个更现代的‘小妖’：一个快速数字电压表——来观测从‘温暖’的电子池中随机抽取的电子的温度。在这一过程中，我们使它比池子更冷，这对应于它处于'0'计算状态的高度确定性，“领导该团队的新南威尔士大学的Andrea Morello教授说。

“量子计算机只有在以极低的错误率得出最终结果时才有用。我们可以拥有近乎完美的量子运算过程，但如果从错误的初始代码开始计算，最终的结果也是错误的。我们的数字‘麦克斯韦妖’让我们在设置计算初态的准确度方面提高了20倍。”该研究发表在美国物理学会出版的期刊《Physical Review X》上。

Morello教授的团队首创使用硅原子中的电子自旋来编码和操纵量子信息，并在执行量子操作时展示了创纪录的高保真度——即错误率非常低。而目前用电子进行有效量子计算的最后一个障碍，就是在已知状态下制备电子作为计算起点时的保真度。

“准备电子量子态的一般方法是使用接近绝对零度的极低温，并希望电子全部弛豫到低能量的‘0’态，”该论文中的首席实验作者Mark Johnson博士解释道。“不幸的是，即使使用最强大的制冷机，我们仍有20%的机会错误地制备处于‘1’态的电子。这没法用作量子计算，所以我们必须做得更好。”

Mark Johnson博士毕业于新南威尔士大学电气工程专业，他决定使用一种非常快速的数字测量仪器来“观察”电子的状态，并使用仪器内部的实时决策处理器来决定是否保留该电子并使用它用于进一步的计算。这一过程的效果是将错误率从20%降低到1%。

Morello教授说：“当我们开始写下我们的结果，并思考如何最好地解释它们时，我们意识到——我们做出了一个现代版本的‘麦克斯韦妖’。”

“麦克斯韦妖”的概念可以追溯到1867年，当时詹姆斯·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）设想了一种能知道气体中每个分子速度的小妖精。它会拿一个装满气体的盒子，中间有一堵隔墙，还有一扇可以快速开关的门。根据不同分子的速度，小妖可以选择是否打开大门，让慢（冷）分子汇聚在一侧，而快（热）分子汇聚在另一侧。

“这个小妖是一个思想实验，旨在讨论违反热力学第二定律的可能性，当然，从来没有这样的小妖存在过，”Morello教授说。

“现在使用快速数字电子技术，我们在某种意义上创造了一个麦克斯韦妖。我们让它负责只观察单个电子，并确保它尽可能冷。在这里，‘冷’直接转化为我们想要构建和运行的量子计算机处于‘0’状态。”

这一结果的意义对于量子计算机的可行性非常重要。它能提高量子计算机的容错能力，但前提是错误要足够少。错误容忍度的典型阈值约为1%。这包括了所有的错误，诸如准备、操作和最终结果的读出等。

这个电子版的“麦克斯韦妖”让新南威尔士大学团队将制备错误从20%减少到了1%，减少了20倍。

Johnson博士说：“这过程仅使用了现代电子仪器，在量子硬件层中没有引入额外的复杂性。现在我们能以足够好的精度制备我们的电子量子比特，以便后面进行可靠的进一步计算。这是量子计算发展中的一个重要结果。非常奇特的是，它竟然源自一个150年前的想法！”

【韩国波兰达成军火大单的背后】近日，韩国两家军工企业分别向波兰军方交付了一批坦克和火炮，这是今年7月下旬波兰同韩国签署的一份大额军购合同的首批交货。根据媒体报道，准备打造“欧洲最强陆军”的波兰，斥资70多亿美元，从韩国进口180辆K-2系列主战坦克、48架FA-50战机以及一批K-9自行火炮等。这也是韩国军工企业首次打开欧洲市场的大门。

以往，欧洲军火市场主要被美国和法德等欧洲本土军工强国主导，其他国家很难有大作为。韩国武器出口此前主要面向亚洲和北美市场。因此，这笔号称“韩国历史上规模最大”的军火交易，不仅令韩国军工行业欣喜若狂，也在国际舆论场上引发不少关注。波兰军火大单“花落”韩国的原因，一时成为热议的话题。

标准统一。韩国军品的技术标准与北约基本统一，可节省后勤保养成本。这些订货的关键技术与部件，大多直接从美国、德国和英国进口，波兰把对美欧军品的青睐，延伸到韩国军品身上。韩国此次竞标时，又祭出屡试不爽的销售“组合拳”，即“薄利多销”、转让技术专利和转移生产线，因而比美欧同类产品有价格和技术输出优势。韩国K-2坦克的单价约为1300万欧元，比德国的最新款“豹-2”坦克约低600万欧元。对资金不算宽裕，既需要引进先进装备还希望提升本国军工生产能力的波兰而言，韩国开出的条件极具吸引力。

美欧“腾位”。波兰是目前援助乌克兰重型装备最多的国家，军火库亟须补充。不过，市场上可供选择的余地并不大。能自主生产先进坦克和重炮的国家本就不多，基于外交关系的考虑，美欧原本是波兰军火采购的首选来源。然而，基于北约冷战后“全球干预”的军事学说，北约各国的陆军建设转向“轻型化快反化”，重型武器产能严重下降，短期内也难以恢复。以主战坦克为例，美国和德国的年产量不超过三位数，法国和英国更是关闭了原有的生产线。法德主导研发的下一代主战坦克则尚未成型，且拒绝波兰“入伙”共同研制。在此背景下，韩国军火便成为波兰当前的选择。

交货及时。为保持交货速度，韩国不仅充分挖掘本国产能加速生产，还打破常规，不惜“内销转出口”，将原计划下发本国军队的装备，优先保障出口。此次签约不过三个月，波兰便获得首批成品。

韩国还从波兰的军火订单中看到了更大的市场机遇。冷战结束后，欧洲许多国家认为“历史已经终结”，开始“马放南山”，装备更新几近停滞。近年来，美国极力推进所谓“大国竞争”，要求欧洲国家提升军费开支占比，为装备更新提供更多资金支持。欧洲国家持续向乌克兰提供军事援助，军火库也亟待填充。这种情况下，韩国看到了拓展欧洲军火市场的商机。有评论人士指出，与波兰的需求有较多相似之处的希腊、意大利、罗马尼亚、保加利亚和挪威等国，都是韩国军火的潜在买家。

当然，韩国军火进军欧洲也面临诸多障碍。俄罗斯的反对是一方面，另一方面则是欧洲本土军工企业的抵制。欧洲各国自身军火市场有限，相关军工企业生存发展本就不易。无论是主张推进欧洲共同防务的“泛欧派”，还是想保持自身军工独立性的“自主派”，都会对外来的竞争者保持高度的警惕。

【#科学家首次用量子计算机模拟全息虫洞#】#科技新突破# 量子物理与广义相对论“相看两厌”的局面，几乎是被理论物理学界所公认，而量子引力正在尝试将这二者“调和”。近日，英国《自然》杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行了量子“模拟”。这一成果代表着人们距离在实验室研究量子引力的目标又近了一步。斯坦福大学科学家亚当·布朗表示，该实验首次演示了今后使用量子计算机测试量子引力理论的潜在可行性。

广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界；量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力则是一种假设的物理理论，描述的是与这两类情况都相关的对象。量子力学与广义相对论在根本上是不相容的。而全息原理被认为是连接不同理论的一种方式，这一理论或许有潜力帮助调和量子力学和广义相对论，它利用一个受限的物理系统，将相对论解释为量子物理学的扩展。

本次研究中，根据全息原理，美国加州理工学院科学家玛利亚·斯皮罗普路、霍特尼·卡尔文及他们的同事，设计了一个简单系统，用来模拟一个全息虫洞。在这里，经过适当设计的量子系统的性质，也符合引力系统所该有的性质。该量子模拟利用一台量子计算机进行，有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。（科技日报记者 张梦然 图源：视觉中国）