量子计算是社会上最强大的工具之一，它有可能解决许多经典计算机无法处理的极其复杂的问题。然而，要想实现最强大的量子计算机，还需要提高效率。

萨塞克斯大学的量子物理学家正在解决这个效率问题。他们创造了一种新的算法,可以提高目前开发的量子计算机的计算速度。该算法为量子计算机周围离子的路由提供了一种新的途径,提高了计算效率。

相关成果发表在《先进量子技术》杂志上，题目为“Efficient Qubit Routing for a Globally Connected Trapped Ion Quantum Computer ”。该小组由温弗里德·汉辛格教授领导，包括马克·韦伯、史蒂文·海伯特博士和塞巴斯蒂安·韦特博士。

路由算法

路由算法通过调节量子计算机中的通信量来工作，使得量子比特能够在长距离物理传输。这使得量子比特能够与其他量子比特进行交互，并且数据能够在量子计算机中高效地移动,而不会出现任何阻塞。

量子计算机的一个基本方面是量子位，即用于处理信息的量子比特。该小组首先分析了一台“俘获离子”量子计算机，它由带电原子的硅微芯片组成。这些带电原子或离子悬浮在微芯片表面之上，它们被用来存储数据.每个离子都能容纳一个量子位信息。

为了在这种类型的量子计算机上进行计算，离子需要移动。量子计算机的功率取决于这种情况能发生的速度和效率。

超导与俘获离子

量子计算领域主要有两种器件：超导器件和俘获离子器件。

超导设备被IBM和谷歌等一些大牌公司使用，而俘获离子器件则由Sussex大学和其他公司的团队使用。

超导量子计算机依赖于静止的小比特，而大多数时间这些只能与彼此相邻的小数位相互作用。为了在不直接相邻的quibit之间进行计算,需要通过相邻的quibit链进行通信。

随着信息从一个qbit移动到另一个qbit，它们的链越长。因此，超导量子计算机被研究小组视为计算能力有限。

由于这些限制，研究小组选择了一种新的离子捕获路由算法。目前测量量子计算机计算能力的方法是“量子体积”，该小组能够用它将它们的模型与超导计算机进行比较。

研究小组发现,这与他们的俘获离子模型更一致，性能比超导量子比特好，这是因为他们的算法允许quibit直接与更多的小比特交互。该方法具有较高的计算能力。

“我们现在可以预测我们正在构建的量子计算机的计算能力。我们的研究表明，捕获离子器件的一个基本优势，新的路由算法将允许我们最大限度地提高早期量子计算机的性能，”韦伯说。

根据亨辛格的说法，“事实上，这项工作是建设能够解决现实世界问题的实用量子计算机的又一步。”