写于 2017-11-24 01:04:04| 金沙平台| 总汇

硅芯片悬浮在量子信息处理中使用的单个原子照片:Curt Suplee和Emily Edwards,联合量子研究所和马里兰大学信用:科学一项新发表的研究着眼于量子测量,相干控制和纠缠态产生的最新进展在描述量子计算和其他应用程序仍然存在的一些挑战的同时,根据本周发表的一篇评论文章,由于最近的进展,利用量子行为进行计算和其他应用程序的新技术比以往任何时候都更加接近实现

科学这些进步可以创造极其强大的计算机以及其他应用,例如能够探测生物系统的高灵敏度探测器“我们对新半导体配合的可能性感到非常兴奋这个报告的作者之一,普林斯顿大学物理系副教授杰森佩塔与芝加哥大学的David Awschalom共同撰写了这篇文章,其中包括在过去十年中可用的里亚尔和新的实验系统

加州大学圣塔芭芭拉分校的Lee Basset,新南威尔士大学的Andrew Dzurak和哈佛大学的Evelyn Hu两项重大突破正在推动这一前进的进展,Petta在接受采访时表示,首先是控制量子单位的能力

在室温下称为量子位的信息直到最近,需要接近绝对零度的温度,但是新的基于钻石的材料允许自旋量子位在桌面上操作,在室温下基于金刚石的传感器可用于成像单个分子,正如Awscha今年早些时候所证明的那样lom和斯坦福大学的研究人员和IBM研究院(Science,2013)第二个重大发展是能够控制这些量子比特或量子比特,在它们失去经典行为之前的几秒钟,这是Dzurak团队所做的一项壮举(Nature,2010) )以及由电气工程教授Stephen Lyon领导的普林斯顿研究人员(Nature Materials,2012)高纯度硅的开发,与当今经典计算机中使用的相同材料,使研究人员能够控制称为量子力学特性的“旋转”在普林斯顿大学,里昂和他的团队通过使用高纯硅-28基于量子的技术利用管理非常小的粒子的物理规则,证明了数十亿电子的自旋控制,这种状态称为相干,持续数秒钟

比如原子和电子 - 而不是c在日常生活中明显的物理学物理基于“自旋电子学”而不是电子电荷的新技术,如目前使用的,将比现有技术强大得多在基于量子的系统中,旋转的方向(向上或向下)用作信息的基本单位,类似于经典计算系统中的0或1位不同于我们的经典世界,电子自旋可以同时假设0和1,这是一种称为纠缠的壮举,它大大提高了能力进行计算剩下的挑战是找到长距离传输量子信息的方法Petta正在探索如何与普林斯顿大学电气工程副教授Andrew Houck一起探讨如何做到这一点去年秋天在自然杂志上,该团队发表了一项研究,展示了自旋量子位耦合到光粒子,被称为光子,它充当量子信息的穿梭机还有另一个障碍是将量子比特的数量从少数扩大到数百个

据研究人员称,单量子比特是使用各种材料制作的,包括电子Petta表示,一些最激动人心的应用是新的传感和成像技术,而不是计算领域

大多数人都认为构建一个可以影响大数量的真正的量子计算机还有很长的路要走, “ 他说 “然而,我们对量子力学的思考方式发生了变化 - 现在我们正在考虑量子化技术,例如使用自旋量子比特作为敏感磁场探测器来探测生物系统”出版物:Awschalom,David D ,Bassett,Lee C Dzurak,Andrew S,Hu,Evelyn L和Petta,Jason R 2013 Quantum Spintronics:工程和操纵半导体科学中的原子自旋旋律Vol 339 no 6124 pp 1174-1179 DOI:101126 / science1231364来源:Catherine普林斯顿大学研究院院长Zandonella图片:科学