量子位控製新法可推進量子計算機發展
科技日報北京7月28日電 (實習記者張佳欣)為(wei)了(le)達(da)到(dao)量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)機(ji)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)其(qi)預(yu)期(qi)性(xing)能(neng)潛(qian)力(li)的(de)程(cheng)度(du),需(xu)要(yao)開(kai)發(fa)大(da)規(gui)模(mo)的(de)量(liang)子(zi)處(chu)理(li)器(qi)和(he)存(cun)儲(chu)器(qi)。要(yao)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian),精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)量(liang)子(zi)位(wei)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),但(dan)控(kong)製(zhi)量(liang)子(zi)位(wei)的(de)方(fang)法(fa)對(dui)於(yu)高(gao)精(jing)度(du)的(de)大(da)規(gui)模(mo)高(gao)密(mi)度(du)布(bu)線(xian)來(lai)說(shuo)存(cun)在(zai)局(ju)限(xian)性(xing)。日(ri)本(ben)橫(heng)濱(bin)國(guo)立(li)大(da)學(xue)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)找(zhao)到(dao)了(le)一(yi)種(zhong)可(ke)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)量(liang)子(zi)比(bi)特(te)方(fang)法(fa)。這(zhe)一(yi)進(jin)展(zhan)是(shi)朝(chao)著(zhe)更(geng)大(da)規(gui)模(mo)量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)邁(mai)出(chu)的(de)一(yi)步(bu)。研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)發(fa)表(biao)在(zai)26日的《自然·光子學》雜誌上。
橫濱國立大學工程學研究生院科學家表示:微波通常用於單獨的量子控製,但需要單獨布線微波線路。此外,有可能在本地操縱量子位,但不能精確地利用光。
團tuan隊dui利li用yong鑽zuan石shi中zhong的de氮dan原yuan子zi空kong缺que中zhong心xin,通tong過guo微wei波bo操cao縱zong以yi及ji原yuan子zi和he分fen子zi躍yue遷qian頻pin率lv的de局ju部bu光guang學xue移yi動dong相xiang結jie合he的de方fang式shi來lai操cao縱zong電dian子zi自zi旋xuan,從cong而er展zhan示shi了le對dui量liang子zi位wei的de控kong製zhi。這一過程被稱為斯塔克偏移。換句話說,他們能夠將依賴激光的光學方法與微波相結合,從而克服之前的限製。
研究人員證明,這種對電子自旋的控製反過來可控製氮空缺中心的氮原子的核自旋,以及電子和核自旋之間的相互作用。
光和微波的同時照射可在沒有單獨布線的情況下單獨、精確地控製量子比特。團隊表示,這為實現大規模量子處理器和存儲器鋪平了道路,對於大規模量子計算機的發展至關重要。
ciwai,yanjiuhaishixianlezaidianzizixuanhehezixuanzhijianchanshengliangzijiuchan。zheyunxuliangziweiyuguangzizhijiandelianjie,xuyaodejisuannengligengshao,bingtongguoliangziyinxingchuantaiyuanlijiangxinxichuanshudaoliangzichuliqiheliangzicunchuqi。
新方法滿足所有迪文森佐標準,這是量子計算機運行所需的標準,包括可擴展性、初始化、測量、tongyongmenhechangxiangganxing。tahaikeyingyongyusitakepianyizhiwaideqitacichangfangan,zaizhexiefanganzhongkedanducaozuoliangziwei,bingqietakefangzhichangjianleixingdejisuancuowu,rumencuowuhuohuanjingzaosheng。
研究人員說,通過進一步提高單個量子操作和糾纏操作的分辨率,可實現大規模集成的鑽石量子計算機、量子存儲和量子傳感器。它還將提高用於長途量子通信和分布式量子計算機網絡或量子互聯網的量子中繼網的數據傳輸能力。
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