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    量子位控制新法可推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

    來源:愛采購??作者:豐采網(wǎng) ??2022-08-08 閱讀:457

    ??由電子或氮在鉆石的氮空缺中心自旋構(gòu)成的量子存儲(chǔ)器,可以通過光單獨(dú)訪問,并通過微波進(jìn)行精確操作。

      為了達(dá)到量子計(jì)算機(jī)能夠滿足其預(yù)期性能潛力的程度,需要開發(fā)大規(guī)模的量子處理器和存儲(chǔ)器。要做到這一點(diǎn),精確控制量子

    位至關(guān)重要,但控制量子位的方法對(duì)于高精度的大規(guī)模高密度布線來說存在局限性。日本橫濱國(guó)立大學(xué)研究人員找到了一種可精確

    控制量子比特方法。這一進(jìn)展是朝著更大規(guī)模量子計(jì)算邁出的一步。研究結(jié)果發(fā)表在26日的《自然·光子學(xué)》雜志上。

    ??橫濱國(guó)立大學(xué)工程學(xué)研究生院科學(xué)家表示:微波通常用于單獨(dú)的量子控制,但需要單獨(dú)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(tuán)隊(duì)利用鉆石中的氮原子空缺中心,通過微波操縱以及原子和分子躍遷頻率的局部光學(xué)移動(dòng)相結(jié)合的方式來操縱電子自旋,從

    而展示了對(duì)量子位的控制。這一過程被稱為斯塔克偏移。換句話說,他們能夠?qū)⒁蕾嚰す獾墓鈱W(xué)方法與微波相結(jié)合,從而克服之前

    的限制。

    ??研究人員證明,這種對(duì)電子自旋的控制反過來可控制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(shí)照射可在沒有單獨(dú)布線的情況下單獨(dú)、精確地控制量子比特。團(tuán)隊(duì)表示,這為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子處理器和存儲(chǔ)器

    鋪平了道路,對(duì)于大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展至關(guān)重要。

    ??此外,研究還實(shí)現(xiàn)了在電子自旋和核自旋之間產(chǎn)生量子糾纏。這允許量子位與光子之間的連接,需要的計(jì)算能力更少,并通過

    量子隱形傳態(tài)原理將信息傳輸?shù)搅孔犹幚砥骱土孔哟鎯?chǔ)器。

    ??新方法滿足所有迪文森佐標(biāo)準(zhǔn),這是量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的標(biāo)準(zhǔn),包括可擴(kuò)展性、初始化、測(cè)量、通用門和長(zhǎng)相干性。它還可

    應(yīng)用于斯塔克偏移之外的其他磁場(chǎng)方案,在這些方案中可單獨(dú)操作量子位,并且它可防止常見類型的計(jì)算錯(cuò)誤,如門錯(cuò)誤或環(huán)境噪

    聲。

    ??研究人員說,通過進(jìn)一步提高單個(gè)量子操作和糾纏操作的分辨率,可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成的鉆石量子計(jì)算機(jī)、量子存儲(chǔ)和量子傳感

    器。它還將提高用于長(zhǎng)途量子通信和分布式量子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或量子互聯(lián)網(wǎng)的量子中繼網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力。

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