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科學家打造更快更大的量子計算機

來源:cnBeta.COM 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

  一項新的研究表明,解決運算速度/相干性權衡的潛在方法之一就是將 qubits 的規(guī)模擴大到 mini-quantum 計算機。相比較目前主流的“經(jīng)典”計算機,量子計算機更加強大,也更加實用。

  制造 qubits 的一種方法就是利用電子的“自旋”(spin),它可以指向上方或下方。為了使量子計算機盡可能地快速和省電,通常情況下科學家希望只用電場來操作它們,而電場是用普通的電極施加的。

  盡管自旋通常不會與電場“對話”,但在一些材料中,自旋可以與電場間接互動,而這些材料是目前量子計算中最熱門的一些研究對象。使得自旋能夠與電場對話的相互作用被稱為自旋-軌道相互作用(spin-orbit interaction),并且可以一直追溯到愛因斯坦的相對論。

  量子計算研究人員的擔心是,當這種相互作用很強時,任何操作速度的提高都會被相干性的損失所抵消。來自新南威爾士大學,領導理論路線圖研究的 A/Prof Dimi Culcer 表示:“如果電子開始與我們在實驗室中應用的電場對話,這意味著它們也暴露在任何材料中存在的不需要的、波動的電場中(一般稱為"噪聲"),這些電子的脆弱的量子信息將被破壞。但我們的研究表明這種擔心是沒有必要的”。

  他表示:“我們的理論研究表明,通過使用包含孔洞的可以達到一個解決方案,孔洞可以被認為是沒有電子,表現(xiàn)得像帶正電的電子”。通過這種方式,可以使量子比特對源于固體背景的電荷波動更加澎湃。

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