學者們製造出量子計算機用全新量子比特

© 照片 : NUST MISiS學者們製造出量子計算機用全新量子比特
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俄羅斯國家研究型技術大學莫斯科國立鋼鐵合金學院(NUST MISIS)、俄羅斯量子中心的學者們與莫斯科物理技術學院(MFTI)、俄羅斯“斯科爾科沃”基金會(Skoltech),還有英德高校的研究者們一起,在致密超導納米纖維上製造出了全新的量子比特(qubit)。研究者們的論文刊發在《自然物理》(Nature Physics)雜誌上。

儘管萬能的俄羅斯量子計算機還沒有生產出來,但奠定其基礎的計算原則現在就已經有助於解決超級複雜的任務。例如,在一些實驗室中,借助於量子比特可以模擬化合物和材料,恢復光合作用過程機制。因此,盡快完善量子計算機的基本元件十分重要,其中包括完善主要計算晶格--量子比特。
對建造量子比特有幾種態度。比如,製造出了在光波波段內運行的量子比特,但與在無線電波段內運行的超導量子比特不同的是,難以按比例繪制這種量子比特。每個這種轉變都是超導體破裂。

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新的量子比特在量子相位空轉效果上建立。量子相位空轉指的是可控定期破壞和恢復超薄納米纖維(厚約4納米)的超導性。在通常狀態下,納米纖維的阻力相當大。

全新量子比特的共同作者之一阿列克謝·烏斯季諾夫是俄羅斯量子中心小組的領導,莫斯科國立鋼鐵合金學院超導材料實驗室主任,同時兼任德國卡爾斯魯厄理工學院(德語:Karlsruher Institut für Technologie,縮寫為KIT)的教授。他介紹說,"現在成功製造了在很大程度上類似於'超導量子干擾器'(SQUID)的新型超導裝置。"

他說,"如果把金屬絲截成兩段,把中間部分加粗,那麼可以利用開關改變加粗部分的電荷,實際上,是在定期模擬通過金屬絲的磁性量子的隧道作用過程,這是在這項工作中觀察出的"。

這項技術已經應用在系列醫學掃描儀中,比如磁電心動描記器、磁力腦X射線攝影器,核磁共振儀中,也應用在採取地質物理和古地球地質方法勘探礦山時。
烏斯季諾夫教授說,學者們的任務是解決與新型量子比特工作研究相關的許多基礎任務。

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