硅量子計(jì)算又創(chuàng)兩項(xiàng)新紀(jì)錄
2014年10月15日 14:48 5644次瀏覽 來(lái)源： 人民網(wǎng) 分類： 硅 作者： 房琳琳
來(lái)自澳大利亞新南威爾士大學(xué)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，同時(shí)找到了發(fā)揮量子計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算能力的直接解決方案。兩團(tuán)隊(duì)分別創(chuàng)造出兩種量子比特（建造量子計(jì)算機(jī)的基石），每種量子比特處理數(shù)據(jù)的精確率都能達(dá)到99％以上。兩個(gè)成果同時(shí)發(fā)表在今天出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月13日（北京時(shí)間）報(bào)道，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都隸屬于澳大利亞研究委員會(huì)（ARC）的量子計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)卓越中心。該中心在世界上第一次實(shí)現(xiàn)硅片單原子自旋量子比特。2012年和2013年《自然》雜志對(duì)此均有報(bào)道。
現(xiàn)在，德魯拉克團(tuán)隊(duì)制造出“人造原子”量子比特，所使用的設(shè)備跟制造電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品中硅晶體管的設(shè)備幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)區(qū)別。與此同時(shí)，該大學(xué)電子工程及通信學(xué)院的助理教授安德里亞·莫雷洛領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，一直致力于把“天然”磷原子量子比特的性能推向極限——運(yùn)行準(zhǔn)確率已接近99.99％，這意味著每10000個(gè)量子運(yùn)行過(guò)程中，只有一次錯(cuò)誤。
自然原子和人造原子量子比特的高準(zhǔn)確率運(yùn)行，都需要將原子放置在經(jīng)過(guò)特殊純化的、只包含硅－28同位素的超薄硅片中。這個(gè)同位素絕對(duì)沒(méi)有磁性，也不會(huì)像自然硅那樣干擾量子比特。據(jù)介紹，這種特殊純化硅由日本慶應(yīng)大學(xué)伊藤教授提供給團(tuán)隊(duì)。
此外，莫雷洛團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造了單原子量子比特在固態(tài)下“相干時(shí)間”的最新紀(jì)錄。“相干時(shí)間”是測(cè)量量子信息保存時(shí)長(zhǎng)的單位。相干時(shí)間越長(zhǎng)，越容易執(zhí)行更復(fù)雜的計(jì)算。研究人員在磷原子核中存儲(chǔ)超過(guò)30秒的量子信息。莫雷洛說(shuō)：“在量子世界中，半分鐘就是永恒了。直到今天，都幾乎沒(méi)人相信，能保持‘量子疊加態(tài)’如此長(zhǎng)的時(shí)間，而且使用的僅僅是一般晶體管的修改版本。”
接下來(lái)，研究者要制造高度精確的量子比特對(duì)。大型量子計(jì)算機(jī)可能包含數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)由自然原子和人工原子共同組成的量子比特對(duì)。
責(zé)任編輯：周大偉
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