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[理论物理] 科学家制造出量子计算机用的全新量子比特

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死侍 发表于 2020-11-17 13:34:40 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 

科学家制造出量子计算机用的全新量子比特

科学家制造出量子计算机用的全新量子比特





俄罗斯国家研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院(NUST MISIS)、俄罗斯量子中心的学者们与莫斯科物理技术学院(MFTI)、俄罗斯“斯科尔科沃”基金会(Skoltech),还有英德高校的研究者们一起,在致密超导纳米纤维上制造出了全新的量子比特(qubit)。研究者们的论文刊发在《自然物理》(Nature Physics)杂志上。


尽管万能的俄罗斯量子计算机还没有生产出来,但奠定其基础的计算原则现在就已经有助于解决超级复杂的任务。例如,在一些实验室中,借助于量子比特可以模拟化合物和材料,恢复光合作用过程机制。因此,尽快完善量子计算机的基本元件十分重要,其中包括完善主要计算晶格--量子比特。


对建造量子比特有几种态度。比如,制造出了在光波波段内运行的量子比特,但与在无线电波段内运行的超导量子比特不同的是,难以按比例绘制这种量子比特。每个这种转变都是超导体破裂。


新的量子比特在量子相位空转效果上建立。量子相位空转指的是可控定期破坏和恢复超薄纳米纤维(厚约4纳米)的超导性。在通常状态下,纳米纤维的阻力相当大。


全新量子比特的共同作者之一阿列克谢·乌斯季诺夫是俄罗斯量子中心小组的领导,莫斯科国立钢铁合金学院超导材料实验室主任,同时兼任德国卡尔斯鲁厄理工学院(德語:Karlsruher Institut für Technologie,缩写为KIT)的教授。他介绍说,“现在成功制造了在很大程度上类似于'超导量子干扰器'(SQUID)的新型超导装置。”


他说,“如果把金属丝截成两段,把中间部分加粗,那么可以利用开关改变加粗部分的电荷,实际上,是在定期模拟通过金属丝的磁性量子的隧道作用过程,这是在这项工作中观察出的。”


这项技术已经应用在系列医学扫描仪中,比如磁电心动描记器、磁力脑X射线摄影器,核磁共振仪中,也应用在采取地质物理和古地球地质方法勘探矿山时。


乌斯季诺夫教授说,学者们的任务是解决与新型量子比特工作研究相关的许多基础任务。

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