新型量子位有助開發(fā)更可靠硅基量子計算機
近日載文稱,澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)科學家最新開發(fā)出一種新的量子位,其量子疊加態(tài)穩(wěn)定性比此前提高了10倍,有助于開發(fā)更可靠的硅基量子計算機。相關研究成果在線發(fā)表在《自然·納米技術》上。
量子計算機的速度和能力有賴于量子系統(tǒng)對疊加在一起的多個量子進行同時處理,讓量子計算機能夠進行高效率的并行計算,對諸如巨大數(shù)據(jù)庫的搜索等問題具有強大的處理能力。該研究負責人、UNSW量子計算與通信技術中心項目經(jīng)理安德魯·莫雷羅表示,量子計算機最大的挑戰(zhàn)在于如何長時間保留量子態(tài)疊加,這有利于保留更長時間的量子信息,從而創(chuàng)建更可靠的量子計算機。過去10年,該團隊已經(jīng)能夠通過在靜態(tài)磁場中,利用硅芯片單個磷原子的電子自旋態(tài)編碼量子信息,建立了目前量子態(tài)疊加保留時間最長的固態(tài)器件量子位。 此次,論文第一作者、UNSW電氣工程與電信學院研究員阿爾納·勞郝特團隊提出了新的量子信息編碼方法。新型量子位實現(xiàn)了單個電子的自旋態(tài)與高頻振蕩電磁場耦合。由于微波產(chǎn)生的電磁場以非常高的頻率穩(wěn)定振蕩,任何非同頻率的噪音或干擾都沒什么效果,耦合后的量子位相比于單獨的電子自旋,其量子態(tài)疊加保留時長提高了10倍。 莫雷羅表示,這種新型量子位被稱為“綴飾量子位”,相比于“未修飾”的“裸量子位”,能夠提供更多的量子態(tài)控制方法。通過簡單地調(diào)整微波電磁場的頻率就能控制相應的量子態(tài)疊加,就像調(diào)頻收音機;相反,“裸量子位”控制方法則需要調(diào)節(jié)控制場的開關,就像調(diào)幅收音機。 值得一提的是,這種新型量子位是基于標準硅芯片技術構建的,這為基于傳統(tǒng)計算機的現(xiàn)有制造工藝來創(chuàng)建強大而可靠的量子處理器奠定了基礎。 關鍵詞: 量子
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