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(资料来源:工程)
2001年,ibm发表了一篇文章,说“在未来的几十年里,量子计算机很可能走出科幻小说和研究实验室,投入实际应用。”2011年5月11日,加拿大d-wave公司发布了一款计算设备“d-wave one”,被称为“世界上第一台商用量子计算机”。
量子计算正以惊人的速度发展。
尽管一些研究人员已经制造了小型量子计算机,但业界推测,第一台实用的量子计算机可能不是大型的单个计算机,而是由许多小型计算机连接起来的一组量子计算机。
据工程等国外媒体报道,最近,世界上第一座连接小型量子计算机的量子计算机桥诞生了,它是由美国国家实验室和哈佛大学联合推出的。通过在钻石矩阵中嵌入两个硅原子,研究人员首次展示了构建一个连接到量子计算机的单个芯片所需的所有组件。相关论文发表在最新的《科学》杂志上。
在实验中,研究小组使用了聚焦离子束注入机,以确保在金刚石衬底上的精确位置进行单离子喷射。
在操作过程中,由于硅原子两侧的两个碳原子之间缺乏空,碳原子不能逃逸。之后,剩余的硅原子占据更大的空,并缓冲通过相邻的不导电的空位的杂散电流。虽然这些硅原子位于固体中,但它们的行为就像漂浮在气体中一样。因此,它们的电子对量子刺激的反应不会受到其他物质的影响。
量子关联允许网络中的所有原子以类似于单个原子的方式运行。通过使用分布在量子桥或网络上的量子数据阵列,本研究有望实现一种新型的量子传感。
桑迪亚国家实验室的研究员卡马乔说:“通过这种方法,我们可以准确地将硅原子放入所需的位置。”“我们已经创造了数千个注入点,从而生产出可以工作的量子器件。因为我们将原子很好地植入到金刚石衬底的表面之下,并对它们进行原位退火。在此之前,研究小组必须从几微米金刚石衬底上大约1000个随机出现的缺陷中找到发射原子,这非常复杂和费力。”
一旦这些硅原子被置于金刚石衬底上,激光产生的光子将与硅电子碰撞,进入下一个更高的原子能状态。当电子回到较低的能量状态时,因为所有的原子都在寻找可能的最低能级,所以它们会发射光子,这些光子根据频率、密度和波的偏振来量化,并携带信息。
“这太酷了!”卡马乔说。《科学》杂志也这样认为,“这是量子计算机未来的重要一步。”
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