新型量子位有助于開發(fā)更可靠的硅基量子計算機

澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）的研究人員開發(fā)出一種新的量子位，其量子疊加態(tài)的穩(wěn)定性比此前提高了10倍，有助于開發(fā)更可靠的硅基量子計算機。

量子計算機的量子系統(tǒng)能夠?qū)ΟB加在一起的多個量子同時進行處理，進行高效率的并行計算，對諸如巨大數(shù)據(jù)庫的搜索等問題具有強大的處理能力。此前，研究人員已經(jīng)在靜態(tài)磁場中，利用硅芯片單個磷原子的電子自旋態(tài)編碼量子信息，建立了目前量子態(tài)疊加保留時間最長的固態(tài)器件量子位。此次，研究人員提出了新的量子信息編碼方法。新型量子位實現(xiàn)了單個電子的自旋態(tài)與高頻振蕩電磁場耦合。由于微波產(chǎn)生的電磁場以非常高的頻率穩(wěn)定振蕩，任何非同頻率的噪音或干擾都不會對其產(chǎn)生影響，與單獨的電子自旋相比，耦合后的量子位的量子態(tài)疊加保留時長提高了10倍。這種新型量子位被稱為“綴飾量子位”，與“未修飾”的“裸量子位”相比，其能夠提供更多的量子態(tài)控制方法?！熬Y飾量子位”通過簡單地調(diào)整微波電磁場的頻率就能控制相應(yīng)的量子態(tài)疊加，就像調(diào)頻收音機；相反，“裸量子位”控制方法需要調(diào)節(jié)控制場的開關(guān)，就像調(diào)幅收音機。

“綴飾量子位”基于標(biāo)準(zhǔn)硅芯片技術(shù)而構(gòu)建，為基于傳統(tǒng)計算機的現(xiàn)有制造工藝來創(chuàng)建量子處理器奠定了基礎(chǔ)。

(科 日)