前沿科技之鉆石制成量子計算機

掃街

鉆石恒久遠，或者，至少，鉆石的量子計算效果是這樣。南加州大學（USC）的科學家組成的研究小組，制成一種鉆石內的量子計算機，這是一個首創，可以防止“去相干”（decoherence），去相干是一種噪音，會妨礙計算機正常運行。
; ?& i7 u6 y( [4 J9 w 演示表明，這種可行的固態量子計算機，不像早期的氣態和液態系統，代表著量子計算的未來，因為它們很容易增加尺寸。目前的量子計算機通常是非常小的，雖然令人印象深刻，但是，還不能匹敵更大的傳統計算機的速度。
這一跨國研究小組包括南加州大學教授丹尼爾 萊達（Daniel Lidar）及南加州大學博士后研究員王志輝（Zhihui Wang），還有一些研究人員來自荷蘭代爾夫特理工大學（Delft University of Technology），美國愛荷華州立大學（Iowa State University）和加州大學圣巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）。他們的研究成果會發表在4月5日在《自然》雜志上。
8 w! Q" D; ?# ^) W, S 這一研究小組的鉆石量子計算機系統，具有兩個量子位（稱為“量子比特”），采用的是亞原子粒子。
相對的傳統計算機的比特，可以明確地編碼為1或0，量子比特可以在同一時間編碼為1和0。這一屬性稱為疊加，而且，量子態可以“隧穿”能障（energy barriers），因此，有朝一日會使量子計算機進行優化計算，速度遠遠超過傳統電腦。
3 b0 s2 P  M* ?- T) e  a% Z+ ^ 就像所有的鉆石一樣，研究人員使用的鉆石也有雜質，就是碳以外的東西。鉆石中的雜質越多，制成首飾的吸引力就越小，因為它會使晶體外觀不亮澤。
: o: }2 q2 y0 A6 _& i0 R0 o 然而，這個研究小組就是利用這些雜質本身。
雜質氮核會成為第一個比特。在第二個缺陷中，有一個電子，成為第二個量子比特。更準確地說，是每個亞原子粒子的“自旋”被用作量子比特。
電子比原子核小，運算速度更快，但也更不穩定，會更迅速地“去相干”。量子比特采用原子核，體積更大，更加穩定，但速度慢。
“原子核有很長的退相干時間，達數毫秒。你可以認為這非常緩慢，”萊達說，他兼職于南加州大學維特比工程學院（USC Viterbi School of Engineering）和南加州大學東塞夫文學、藝術和科學學院（USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences）。
0 r$ m* K, `5 v+ W* Y7 `/ Z 雖然固態計算系統之前已經存在，但是這是首次加入去相干保護，利用微波脈沖不斷切換電子自旋方向。
萊達說，“這有點像時間旅行，”因為切換旋轉方向，會在時間上反轉矛盾的運動，量子比特會恢復初始位置。
研究小組可以證明，他們的鉆石封裝系統確實能以量子方式運行，但要看它如何密切地符合“格羅夫算法”（Grover's algorithm）。
這種算法不是新的，是洛夫 格羅弗（Lov Grover）1996年在貝爾實驗室（Bell Labs）發明的，但它顯示了量子計算的未來。
! o7 b+ Z6 y% E 測試是搜索無序數據庫，類似于要求在電話簿中搜索名稱，但要求你已經只知道電話號碼。
有時，第一次嘗試你就會奇跡般地找到它，有時，你可能要翻遍整本書，才能找到它。如果你做了無數次的搜索，平均來說，你要找到名稱，需要搜尋電話簿的一半。
# R$ O" L, b: P+ J# u1 a: @) S 在數學上，這可以表示為，你找到正確的選擇，需要進行X / 2次嘗試，X是你需要搜索的總的選擇數量。因此，總共有四個選擇，你找到正確選擇，平均需要嘗試兩個。
量子計算機使用疊加屬性，可以找到正確的選擇，而且更迅速。它背后的數學很復雜，但在實際應用中，量子計算機搜索無序列表中的四個選擇，第一次嘗試就會找到正確的選擇，每次都是這樣。
3 A. ~& u( A- U- A6 A0 Q 雖然并不完美，但是，這種新的計算機在95％的時間，第一次嘗試就可找到正確選擇，這足以證明，它是以量子方式運作
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小鼠大膽

掃街大蝦，有機會搞點中國的前沿科技與大伙分享下了，不能老拿米國來刺激國人。

河豚會吹泡泡

在中國真沒有聽過那個機構公布過最新芯片，軟件，數學，天文，地理，物理科學真領域的東西。最多就是什么大設備，說什么攻克國外的新技術之類的。