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量子盘算机研发获突破:德美科学家开发出稳固量子门

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科技日报柏林12月9日电 德国康斯坦茨大学与美国普林斯顿大学及马里兰大学的物理学家互助,开发出了一种基于硅双量子位系统的稳固的量子门。量子门作为量子盘算机的基本元素,能够执行量子盘算机所有须要的基本操作。这项研究结果被称为通向量子盘算机的里程碑,已于克日揭晓在《科学》杂志在线版。

量子盘算机比传统盘算机对外部滋扰要敏感得多,因此,缔造稳固的量子门,即量子盘算机的基本切换系统,成为科学家的主要目的。此次,德美团结研究团队使用单个硅电子的电子自旋作为量子位(即基本的信息存储单元),他们缔造的稳固的量子门,可以准确控制和读取两个量子位的相互作用。

但仅有一个量子位还不足以组成量子盘算机的基本切换系统,必须要有两个量子位。这项研究的决议性一步是康斯坦茨大学研究职员将两个电子的状态耦合在一起,形成双量子位系统。通过这种联合,可以构建基本的切换系统,使用它可以执行量子盘算机的所有基本操作,例如,可以对系统举行编程,使得电子只有当其相邻电子在预定偏向上具有自旋时才旋转。下一步,康斯坦茨大学的科学家还将建设一个稳固的系统来控制两个单电子的旋转。

该研究的第一个成就是从硅片的数十亿个原子中提取单个电子。卖力项目协调的康斯坦茨大学物理学教授格依多·伯克哈德先容说:“这是由我们普林斯顿同事完成的极了不起的结果。”研究职员使用电磁吸引力和斥力的组合,将单个电子分散出来,然后准确地排列,让每个电子嵌入一个“槽”中,使其处于一种稳固状态。

接下来的挑战是开发一个可以控制每个电子自旋脉冲的系统。他们接纳的要领是:每个电子都置于一个纳米电极上,通过所谓的磁场梯度,建立一个定位磁场,用其控制电子的旋转脉冲,由此缔造了稳固的一个量子位系统,以电子自旋形式存储和读出信息。

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朱宏任表示,还是要加快产业结构优化调整,淘汰落后生产能力,提高环境和能效标准建设新上生产能力。

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发布时间:2017-12-11 04:15:12

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