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利用超導超材料制作量子光陷阱  上圖為一種安裝在微波測試封裝中的超導超材料芯片。中心紫色額的反射是肉眼可見的光學效應，是微波超材料的周期性圖案化使光擴散的結果。圖片來源：Oskar Painter /加州理工學院。 量子計算是一個新興的、快速發(fā)展的領域，它可以利用這種復雜性來解決傳統(tǒng)計算機難以處理的問題。然而，量子計算的一個關鍵挑戰(zhàn)是，它需要使大量的量子位一起工作，這很難實現(xiàn)，同時避免與外部環(huán)境的相互作用，這將剝奪量子位的量子特性。 來自Oskar Painter實驗室的新研究，探索了超導超材料的應用以克服這一挑戰(zhàn)，他是工程與應用科學系應用物理與物理學教授。 超材料是通過以比光波長更小的比例組合多種組分材料而特別設計的，從而賦予它們操縱光粒子或光子的行為的能力。超材料可用于反射、轉動或聚焦光束幾乎以任何期望的方式實現(xiàn)。超材料也可以產(chǎn)生光子傳播被完全禁止的頻帶，即所謂的“光子帶隙”。 加州理工學院的研究小組利用光子帶隙在超導量子電路中捕獲微波光子，為未來量子計算機的建設創(chuàng)造了一項有前途的技術。 “原則上，這是一種可伸縮和靈活的襯底，可以在其上構建復雜的電路來互連某些類型的量子位，”Painter說，他是進行這項研究的團隊的領導人，該研究發(fā)表在實現(xiàn)近日的《自然通訊Nature Communications 》雜志上�！安粌H可以設置量子比特之間的連通性的空間排列，而且還可以設計連接只發(fā)生在特定的期望頻率。” |
