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科学家在半导体中生成新量子比特

本报讯 据美国物理学家组织网3月21日报道,一个国际研究团队通过单个电子获取了新类型的量子比特,使未来数据处理可包括比“0”和“1”更多的基础要素。此外,以前量子比特仅能存在于较大的真空腔中,而新量子比特可在半导体中生成出来。这代表了量子计算发展进程中一项重要的进展。相关研究报告发表在近期出版的《自然·纳米技术》杂志上。$$   科研人员表示,当今数据处理的基础单元是“0”和“1”比特状态。处于双通道中一条通道内的电子将沿指定的并联支路前进,每次只能通过一个电子。借助隧道耦合,电子能够在通道间来回切换,从而呈现出两种不同的状态,事实上电子会在两个轨道内同时飞起,而两种状态也将重叠。$$   为了编码这些状态,电子的电荷十分关键。虽然电子同样具有其他特性,但电荷才是对于量子比特来说确切需要的。从比特到量子比特的延伸能显著增加计算机的计算能力。$$   一个量子比特相当于具有特别状态的单个电子。科研人员可利用单个电...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2012-03-26
《黑龙江科技信息》2012年11期
黑龙江科技信息

科学家在半导体中生成新量子比特

一个国际研究团队通过单个电子获取了新类型的量子比特,使未来数据处理可包括比“0”和“1”更多的基础要素。此外,以前量子比特仅能存在于较大的真空腔中,而新量子比特可在半导体中生成出来。这代表了量子计算发展进程中一项重要的进展。相关研究报告发表在近期出版的《自然·纳米技术》杂志上。科研人员表示,当今数据处理的基础单元是“0”和“1”比特状态。处于双通道中一条通道内的电子将沿指定的并联支路前进,每次只能通过一个电子。借助隧道耦合,电子能够在通道间来回切换,从而呈现出两种不同的状态,事实上电子会在两个轨道内同时飞起,而两种状态也将重叠。为了编码这些状态,电子的电荷十分关键。虽然电子同样具有其他特性,但电荷才是对于量子比特来说确切需要的。从比特到量子比特的延伸能显著增加计算机的计算能力。一个量子比特相当于具有特别状态的单个电子。科研人员可利用单个电子通过两个紧密相邻通道的轨迹进行编码。本质上,两种不同的状态是可能的:电子或者在上面的通道移...  (本文共2页) 阅读全文>>

《物理教学》2013年07期
物理教学

超导量子比特与量子计算

一、引言计算机科学技术的发展使我们的生活变得丰富多彩和日新月异。我们的笔记本电脑变得越来越小巧,硬盘的容量变得越来越高,智能手机的功能也越来越强大。好奇的人会问,我们的个人电脑、智能手机会一直像现在这样,每隔一段时间功能就大大增强,而价格也变得更加实惠吗?其实这样的问题,早就有人给出了预言性的答案。计算机科学中著名的摩尔定律预言,集成电路芯片上所集成的器件数目,每隔18个月将翻一番。摩尔定律在过去40年中,准确地预言了计算机技术的发展速度。然而,摩尔定律会一直正确吗?或者说计算机技术可以靠集成器件数目的增长而无限地发展下去吗?如今在一块集成电路芯片上,可以制作十几亿个晶体管,芯片上的线条宽度达到了22纳米。人们还在探寻更小尺度上的技术突破。然而芯片上集成器件的数目越多,不仅制作工艺的难度越来越大,而且芯片上的线条将达到极限。当线条的宽度只有几个原子大小的时候,电子的行为将变得不确定,发生在这样的逻辑电路中的物理过程将会有本质的变...  (本文共4页) 阅读全文>>

《激光杂志》2017年01期
激光杂志

集体噪声信道上基于逻辑量子比特可控的量子对话协议

2.武警工程大学,西安()7100862002年,Beige等人提出了量子安全直接通信(Quantum Secret Direct Communication,QSDC)的概念以来,至今已有众多优秀的QSDC协议被提出[1-4],它是以量子态为载体,在量子信道中直接进行秘密消息传递的通信方式。最初的QSDC都是单向的通信,2004年Nguyen提出了双向的QSDC,即量子对话(Quantum Dialogue,QD)[5],之后众多优秀的QD协议相继被提出[6-9]。但高飞在2008年指出已有的大量QD协议中存在信息泄露问题[10],信息泄露是指在窃听者不采取任何攻击手段,仅凭通信者公布的信息就可获得部分秘密消息的情况,自此后续的协议更加注重了无信息泄露问题[11-13]。然而以上协议假设量子信道是理想的。实际上的光纤信道中,由于光纤的双折射波动性,光子会受到集体噪声的干扰,即光子传输的时间窗比噪声源变化短,光子受到相同噪声的影...  (本文共6页) 阅读全文>>

《物理学报》2017年15期
物理学报

多量子比特核磁共振体系的实验操控技术

随着量子信息与量子计算科学的发展,量子信息处理器被广泛地用于量子计算、量子模拟、量子度量等方面的研究.为了能在实验上实现这些日益复杂的方案,将量子计算机的潜能转化成现实,需要不断提高可操控的量子体系比特位数,实现更复杂的量子操控.核磁共振自旋体系作为一个优秀的量子实验测试平台,提供了丰富而又精密的量子操控手段.近几年来在此平台上进行了不少的多量子比特实验,发展并积累了一系列的多量子比特实验技术.本文首先阐述了核磁共振体系多量子比特实验中的实验困难,然后结合7量子比特标记赝纯态制备以及其他有关实验,对多比特实验过程中应用到的实验技术进行介绍.最后对核磁共振体系多量子比特实验技术方向的进一步研究进行了总结和展望.1引言20世纪90年代以来,量子信息与量子计算科学发展迅速[1,2].人们意识到量子计算机在处理某些特定问题时优越于经典的计算机.从早期的Deutsch-Jozsa算法[3]、Shor质数分解算法[4]、Grover搜索算法...  (本文共11页) 阅读全文>>

《延边大学学报(自然科学版)》2015年04期
延边大学学报(自然科学版)

在无消相干子空间中确定性地实现多目标量子比特相位翻转门

由于量子计算能够处理与经典相对应的各种棘手的问题,因此受到很多学者的关注[1].目前已有许多用来实现量子计算的物理系统,例如腔量子电动力学系统[2-3]、线性光学系统[4]、离子阱系统[5]等.众所周知,通用量子计算是由单量子比特操作和量子比特受控相位翻转门[6]相结合而实现的.通过利用各种系统[7-9],这些基本的操作在理论和实验上已经实现.但是,随着所涉及的单量子比特或两量子比特操作数量的增加,量子回路也变得更加复杂,因此为了降低量子回路和量子计算在实验上的复杂性,对于可扩展的量子计算而言,直接实现多量子比特门是一项重要的工作.2005年,杨等[10]利用超导量子干涉仪实现了一个n量子比特受控相位门.2014年,Yang等[11]利用三能级量子系统实现了一个多目标的受控相位门.除此之外,在非局域网络中多原子的量子门的方案也被实现[12-14].但上述方案主要是为实现可扩展的量子计算提供良好的方法.在大尺度的量子计算中,其主要...  (本文共7页) 阅读全文>>

《原子与分子物理学报》2016年04期
原子与分子物理学报

三量子比特系统中单个谐振子诱导的量子关联(英文)

1 IntroductionQuantum entanglement(QE),as a type ofquantum correlations,has been vastly studied[1,2].This is because entanglement has been identified as aimportant physical resource in quantum informationprocessing(QIP).However,QE does not account forall the nonclassical properties of quantum correlationsand it is not the only type of quantum correlationsuseful for quantum information processing.Zureket al.introduced...  (本文共8页) 阅读全文>>