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標(biāo)題: 前沿科技之鉆石內(nèi)的亞原子也擁有量子記憶 [打印本頁]

作者: 掃街 時(shí)間: 2011-7-30 19:41
標(biāo)題: 前沿科技之鉆石內(nèi)的亞原子也擁有量子記憶
美國和德國科學(xué)家在最新研究中，將包裹于鉆石內(nèi)單個(gè)電子里的量子信息移入鄰近的單個(gè)氮原子核內(nèi)，接著使用芯片上的布線讓其返回。這是科學(xué)家首次證明，鉆石內(nèi)的亞原子也擁有量子記憶，據(jù)此可制造出亞原子存儲(chǔ)單元，這標(biāo)志著人類朝研制出基于鉆石的量子計(jì)算機(jī)邁出了關(guān)鍵的一步。
研究負(fù)責(zé)人、美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)自旋電子學(xué)和量子計(jì)算研究中心的David
Awschalom表示，最新發(fā)現(xiàn)表明，全量子信息能在室溫下，在單個(gè)電子自旋和單個(gè)核自旋之間來回高保真地轉(zhuǎn)換。由于亞原子核狀態(tài)與外部世界之間更難發(fā)生具有破壞性的相互作用，鉆石內(nèi)的亞原子也擁有量子記憶這種能力有助于研制原子
層級(jí)的存儲(chǔ)單元，進(jìn)而應(yīng)用到基于鉆石的量子計(jì)算機(jī)中。而且，這個(gè)過程還能擴(kuò)展，可以據(jù)此研制出新的固態(tài)量子設(shè)備。
該研究團(tuán)隊(duì)之前已經(jīng)證明，能夠使用氮原子束故意在鉆石上制造瑕疵來捕獲單個(gè)電子，從而合成出數(shù)千個(gè)這樣單個(gè)的電子狀態(tài)。
量子計(jì)算機(jī)需要能操作可能同時(shí)為“0”和“1”的量子狀態(tài)的邏輯元件。即使在室溫下，鉆石中的瑕疵也能精確地做到這一點(diǎn)，于是科學(xué)家開始考慮利用有瑕疵的鉆石來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。不過，要制造出基于鉆石的量子計(jì)算機(jī)仍然存在著很多挑戰(zhàn)，其中之一是找到方法用可擴(kuò)展的方式存儲(chǔ)量子信息。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器和處理器位于兩個(gè)不同的物理位置，而在量子計(jì)算機(jī)中，它們則被集成在一起。該論文的主要作者、加州大學(xué)圣巴巴拉分校博士后Greg Fuchs表示，令人格外興奮的是，氮原子本身就是瑕疵的一部分，這意味著，在量子計(jì)算機(jī)內(nèi)，這些亞原子存儲(chǔ)單元會(huì)自動(dòng)地隨著邏輯字節(jié)數(shù)的增加而擴(kuò)展。氮原子核自旋將是獲得可擴(kuò)展的量子存儲(chǔ)的好選擇，困難在于如何快速地轉(zhuǎn)運(yùn)這種量子狀態(tài)。David Awschalom解釋道：“關(guān)鍵的突破是，使用量子物理學(xué)獨(dú)特的屬性——在某種特定的情況下，兩個(gè)量子物體能混合成為一個(gè)新的復(fù)合體。通過將瑕疵內(nèi)電子的
量子自旋狀態(tài)和氮原子核的自旋狀態(tài)在很短的時(shí)間內(nèi)（不到1千萬分之一秒）混在一起，最初被編進(jìn)電子中的信息會(huì)被傳遞給原子核。”該論文的合著者、康斯坦茨大學(xué)的物理學(xué)家Guido Burkard表示：“其結(jié)果是，量子信息能夠被很快地轉(zhuǎn)運(yùn)給壽命長的核自旋，這能進(jìn)一步增強(qiáng)我們糾正量子計(jì)算中出現(xiàn)的錯(cuò)誤的能力。”
相關(guān)研究發(fā)表在本周出版的《自然·物理學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。

作者: wm3223 時(shí)間: 2011-8-8 09:31
也太高深了吧

看不懂

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