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重大突破!全球首个量子计算机桥诞生 |
2016年10月19日
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(图源:engineering)
2001 年,IBM 发表文章称“在 将来的几十年里,量子计算机很可能会走出科幻小说和科研 试验室,投入实际 利用 。” 2011 年 5 月 11 日,加拿大的 D-Wave 公司公布了一款号称“ 寰球首台商用型量子计算机”的计算 设施“D-Wave One” 。
量子计算正在以惊人的速度进展着 。
固然现在已经有探究人员 构建了小型的量子计算机,然而业界猜测,第一台有用性的量子计算机可能不是大型的单个计算机,而是由许多小型机连在一同的量子计算机群 。
据国外媒体 Engineering 等报导,近日,用于衔接小型量子计算机的 寰球首个量子计算机桥已经诞生,由美国桑迪亚国家 试验室(Sandia National Laboratories)联手哈佛大学推出 。通过在金刚石基体中强力嵌入两个硅原子,探究人员首次 展示了用于 构建一架衔接量子计算机的一个单一芯片所需求的全部部件 。 有关论文发表在最新的《 Science 》杂志上 。
探究团队在
试验中用到了浓缩离子束注入机(focused ion beam implanter),以便
保障金刚石基体上的单离子爆破在准确位置 。
在操作过程中,由于硅原子两侧的两个碳原子的空间缺乏,碳原子 无奈逃离 。之后,剩下的硅原子占领了更大的空间,并通过邻近的非导电空位来缓冲杂散电流 。这些硅原子 固然位于固体中,但它们的 体现就如同在气体中飘荡普通 。 因此,它们的电子对量子刺激的 反响不会受到其它物质的影响 。
量子关联(quantum correlation)同意网络中的全部原子以
类似于单个原子的
模式
施展作用 。通过利用在量子桥或网络上
调配的量子数据阵列,这一探究有望实现新型的量子感测(quantum sensing) 。
“我们 可以通过这种 步骤将硅原子准确地放进我们想要的位置点上,”Sandia 国家 试验室探究人员 Camacho 示意,“我们制造出数千个注入点,从而产生出 可以工作的量子 设施 。由于我们将原子很好地注入在金刚石基板的表面之下,并将它们就地退火 。在这之前,探究团队必须在几微米的金刚石基板上,从大概 1000 个随机浮现的缺点中搜到发射原子(emitter atoms),这是十分复杂 麻烦的 。”
一旦这些硅原子被 搁置到金刚石基板上,激光产生的光子就会碰撞出硅电子,进入下一个更高的原子能状态 。当电子返回到较低的能量状态时,由于全部的原子都在寻求尽可能低的能量水平,它们就会发射出根据频率、密度和波的偏振来量化的,而且携带信息的光子 。
“这太酷了!”Camacho 说道 。《科学》杂志也这样认为,“这对量子计算机的 将来是 意思重大的一步 。”
Via engineering