量子比特的有趣之處在於…我們並不總是能確定它們的位置。因此，這並不奇怪——量子計算仍處於早期發展階段。想想當年研究電晶體的時候，人們使用笨重的測試設備來確定這些電晶體是否真的能如預期運作。如今，量子比特的情況也與之類似。
其理念在於，我們需要進行大量的調整才能確定我們是否真的在與量子位元「對話」。我用了「對話」這個詞，但考慮到量子位元對雜訊非常敏感，或許用「低語」來描述更為貼切。然而，實際上，「與量子位元對話」通常被表述為「控制和讀出」。
這個想法很簡單：首先，你以特定頻率向量子位元發出低語，然後透過讀取「量子位元」來觀察它的反應。有時它會反應，有時則不會，這意味著找到一個量子位元需要進行大量的調諧——而這正是量子物理學家和實驗物理學家如今花費大量時間的地方。
圖片來源：約瑟夫森參量振盪器實現的量子位元讀出
更有趣的是，一旦「找到」一個量子比特，遊戲就會繼續，玩家必須在處理器（我們稱之為「QPU」或量子處理單元）中的一組量子位元中找到一個量子位元。
圖片來源：尼爾斯·玻爾研究所
乍看之下似乎很簡單，但想想看，要同時向所有量子位元發出指令，還要避免量子位元訊號之間的干擾，這有多難。這裡有很多值得探討的地方，但超出了本部落格的範圍。如果您有興趣，可以先閱讀基於神經網路的超導量子晶片頻率最佳化這篇論文。
我們需要記住的是，在製造量子電腦之前，我們必須先能夠製造出在量子位元控制和讀出方面性能可預測的量子處理器（QPU）。目前該領域進展迅速，因此我們完全有理由相信，這項挑戰將在未來五年內解決。
同時，還有一些非常棒的調優工作需要完成——而人工智慧/機器學習正是在這裡發揮作用。我們將在下一篇文章中深入探討這一點。敬請期待！