美國(guó)斯坦福大學(xué)電子工程系教授伊蓮娜·沃科維克帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)，近日分別在雜志上發(fā)表了3篇論文，宣稱他們已經(jīng)研制出能在室溫下操作的量子芯片材料，包括一種量子點(diǎn)、二種“色心”，使量子處理裝置向?qū)嶋H應(yīng)用跨出一大步。 CjT]!D)s  
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　　作為量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的前沿科學(xué)家，沃科維克表示：“當(dāng)人們認(rèn)為一件事不可能完成時(shí)，喜歡用‘大海里撈針’來形容，但量子計(jì)算可以做到�！绷孔佑�(jì)算機(jī)之所以擁有如此強(qiáng)大的能力，在于其依賴的激光與電子間相互作用的復(fù)雜性，這是最關(guān)鍵的技術(shù)。 t}x^*I$*  
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　　量子計(jì)算機(jī)的工作原理是將自旋電子封閉在一種新型半導(dǎo)體材料內(nèi)，當(dāng)用激光照射它們時(shí)，激光能與電子相互作用，使電子呈現(xiàn)不同的自旋狀態(tài)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基于數(shù)字0和1的二進(jìn)制系統(tǒng)運(yùn)行；而量子計(jì)算機(jī)則基于量子比特進(jìn)行運(yùn)算。這些量子比特是代表0和1的兩種狀態(tài)的疊加，可以是0和1之間的任何數(shù)值。沃科維克說：“在量子系統(tǒng)內(nèi)，激光撞擊電子能創(chuàng)建許多可能的自旋態(tài)。自旋態(tài)越多，能執(zhí)行的量子計(jì)算就越復(fù)雜�！� e4<[|B!O  
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　　近20年來，沃科維克實(shí)驗(yàn)室一直專注于研發(fā)能在室溫環(huán)境下運(yùn)行的量子芯片。最近，他們與其他實(shí)驗(yàn)室合作，對(duì)三種材料進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果其中一種材料完全能在室溫下運(yùn)行，使量子計(jì)算機(jī)邁出了重要一步，不再只是“紙上談兵”。 Fsi;[be$A  
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　　沃科維克團(tuán)隊(duì)基于三種不同材料研制出三種基本功能單位，其作用類似于傳統(tǒng)硅基芯片中的晶體管。他們基于半導(dǎo)體晶體材料，通過調(diào)整晶體內(nèi)的原子陣列，創(chuàng)建出能將單個(gè)自旋電子“禁閉”起來的結(jié)構(gòu)單位。 :211T&B%A_  
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　　第一種結(jié)構(gòu)是量子點(diǎn)，有關(guān)論文發(fā)表在《自然·物理學(xué)》雜志上。量子點(diǎn)是由半導(dǎo)體材料制成的、直徑不到20納米的球形或半球形結(jié)構(gòu)，外觀呈極小的點(diǎn)狀，能將自旋電子封閉在納米球內(nèi)。他們向砷化鎵晶體內(nèi)摻雜少量砷化銦制成的量子點(diǎn)，能成功通過激光—電子相互作用控制光子的輸入和輸出，而且，與之前發(fā)出單個(gè)光子不同，這次的光子能兩兩結(jié)伴而出。沃科維克表示，與那些需要低溫制冷的量子計(jì)算機(jī)平臺(tái)相比，他們的量子點(diǎn)更實(shí)用，雖然目前還不能用于創(chuàng)建通用量子計(jì)算機(jī)，但完全可用來創(chuàng)建防止篡改的安全通信網(wǎng)絡(luò)。 ~;D5j