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      量子計算機走向硅片
      
			
      
				2018-11-23 14:21:22
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      對于量子計算機來說，硅的春天可能終于到來了。
      

      基于硅的技術(shù)是量子計算領(lǐng)域的后期大器，落后于其他方法。科學家們首次在基于硅的量子計算機上進行了簡單的算法，物理學家Lieven Vandersypen及其同事在2月14日的“ 自然”雜志網(wǎng)絡(luò)版上報道。
      

      量子計算機走向硅片
      

      計算機只有兩個量子比特或量子比特，因此它只能執(zhí)行基本的計算。但普林斯頓大學的量子物理學家賈森佩塔說，這次演示“實際上是硅片中的第一次，”他沒有參與這項研究。
      

      Petta及其同事在2月14日的“ 自然”雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表的另一篇論文中報道了使硅量子位與光相互作用。這一壯舉最終可能允許硅量子位從芯片的相對側(cè)進行通信 - 這是擴展計算機的必要條件。
      

      科學家們希望建造一種量子計算機，可以對標準計算機進行復雜的計算。其他技術(shù)比硅更進一步：據(jù)報道，由超導材料制成的量子計算機最多可提供50個量子比特(SN：12/9/17，第18頁)。
      

      但硅量子比特可能具有優(yōu)勢，例如比其他類型的量子比特更長時間地保持其量子特性的能力。此外，像英特爾這樣的公司已經(jīng)擅長使用硅片，因為這種材料用于傳統(tǒng)的計算機芯片。研究人員希望利用這種能力，潛在地允許計算機更快地擴展。荷蘭代爾夫特理工大學QuTech的Vandersypen和他的同事們與英特爾就他們的一些工作進行了合作。
      

      在標準計算機中，稱為比特的信息單元可以設(shè)置為0或1.但是，Qubits可以存在于0和1之間，稱為量子疊加。為了創(chuàng)建硅量子比特，科學家們將一個電子捕獲在稱為量子點的一小塊硅中。量子位的值 - 0,1或疊加 - 取決于電子自旋的方向，這是一種類似于頂部旋轉(zhuǎn)的量子特性。
      

      Vandersypen和他的合作者創(chuàng)造了一個由兩個量子點組成的裝置，并執(zhí)行了一對標準量子算法，包括一個叫做Grover的搜索。在更大的量子計算機中，Grover的搜索可以用來比傳統(tǒng)計算機更快地在數(shù)據(jù)庫中挖掘信息(SN：7/8/17，第28頁)。“這是一個重要的象征性步驟，”范德斯普蘭德說。
      

      通常，硅量子位必須彼此相鄰才能相互作用。但是，通過在混合物中添加微型磁鐵，Petta及其同事使他們的量子比特與光或光子粒子相互作用。將來，光子可以允許芯片相對端的硅量子位之間的通信。結(jié)果是“實現(xiàn)許多量子位的未來網(wǎng)絡(luò)的重要一步，”Vandersypen說。
      
			

			
        
      
			
      
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