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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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單電子實(shí)現(xiàn)在兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng) 已有5人參與
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單電子實(shí)現(xiàn)在兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng) 有望解決電子攜帶的量子信息的丟失問(wèn)題 未來(lái)的單電子電路由量子點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,這需要一種機(jī)制,能夠?qū)㈦娮訌碾娐返囊粋(gè)功能部分傳輸至另一個(gè)部分。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月21日?qǐng)?bào)道,英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員找到了一種新方法,可使單個(gè)電子在兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng),如同打電子“乒乓球”一般。這一進(jìn)展或可為量子信息的傳輸提供重要的技術(shù)支持,可能成為研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的重要一步。相關(guān)研究報(bào)告將發(fā)布在9月22日出版的《自然》雜志上。 以參加派對(duì)為例,當(dāng)你想要穿過(guò)擁擠的人群走到房間的另一端去和某個(gè)朋友說(shuō)話時(shí),你需要不停避開面前的人群,或是停下來(lái),與幾個(gè)朋友寒暄一番,待走到目的地時(shí),怕是早已忘記了自己想說(shuō)什么。如果有一條通道,可以讓你越過(guò)喧鬧的人群,直接到達(dá)目的地,豈不美哉? 與上述情況類似,電線傳導(dǎo)電流時(shí)單個(gè)電子在其中并不是直線往前移動(dòng),從一端直達(dá)另一端,而是在一大群電子中擠來(lái)碰去,沿著復(fù)雜蜿蜒的路徑行進(jìn)。這在電子運(yùn)送信息時(shí)就成了問(wèn)題,可能出現(xiàn)量子態(tài)缺失連貫性的情況,導(dǎo)致其攜帶的量子信息丟失。 為了解決這一難題,劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的研究人員在砷化鎵材料中構(gòu)建了兩個(gè)量子點(diǎn),并在兩點(diǎn)之間建立起一個(gè)高能通道。電子在其間運(yùn)動(dòng),就相當(dāng)于越過(guò)了其他電子,從而實(shí)現(xiàn)了單個(gè)電子在兩個(gè)量子點(diǎn)之間的快速傳輸。此外,傳輸?shù)姆较蜻可以反轉(zhuǎn),相當(dāng)于像打乒乓球一樣將這個(gè)電子“拍”回來(lái)。研究數(shù)據(jù)表明,可使同一個(gè)電子前后往復(fù)移動(dòng)60余次而不出現(xiàn)差錯(cuò),無(wú)失誤移動(dòng)的累積距離可達(dá)0.25毫米。這樣,局限于量子點(diǎn)之間的通訊就可擴(kuò)展到分散的量子信息處理部件和設(shè)備的集成,例如在量子計(jì)算機(jī)的處理器和存儲(chǔ)器之間建立通訊線路,進(jìn)行量子比特的傳送等。 研究主導(dǎo)人員克里斯·福特說(shuō),此項(xiàng)成果增加了量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的技術(shù)可能性。雖然有關(guān)量子計(jì)算機(jī)的研究多如牛毛,但此前有關(guān)連接計(jì)算機(jī)內(nèi)不同部件的成就卻少之又少。盡管新研究尚未顯示電子是否可以記住自己的量子態(tài),但這種設(shè)想十分有可能。同時(shí),以此種方式運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子會(huì)較少受到干擾,有利于保持其所攜帶的量子信息,在量子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中,可以用這種方式來(lái)構(gòu)建處理器和存儲(chǔ)器等部件之間的通信線路。而通過(guò)分離對(duì)于量子比特的操控和測(cè)量,并提供在電路內(nèi)各部分傳送電子的途徑,能有效降低量子計(jì)算機(jī)的不連貫性和電路的復(fù)雜性。( |

新蟲 (初入文壇)
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至尊木蟲 (著名寫手)
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