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量子计算

量子计算的核心是所谓的“量子比特,”或量子计算机的量子积木,居住在多个物理状态。被称为叠加,这就是让量子计算机令人兴奋的潜力。
叠加可以是一个真正的熊来维持,但在本周,麻省理工学院的研究人员宣布了一项新的方法开发使用人造钻石。最终,它可以把可靠,工作在接近达到量子计算机。
量子计算中固有的一部分挑战是保持稳定。在许多其他领域的成就通过反馈控制:考虑到理想状态,研究人员测量当前状态并进行必要的调整,以保持系统。
在量子世界的问题是测量——这一过程的必要组成部分,破坏了叠加。所以,传统上在这一领域,研究人员必须没有反馈他们否则依赖。
这项新的研究描述了一个反馈控制系统维护不需要测量的量子叠加态。相反,它使用所谓的氮-空位中心的一颗钻石。
”而不是古典控制器实现反馈,我们现在使用量子控制器,“Paola Cappellaro说,以斯帖和哈罗德·艾顿麻省理工大学核科学与工程的副教授。“因为控制器是量子,我需要做的测量不知道发生了什么。”
纯钻石由碳原子排列在一个常规的格子结构。如果碳核缺失的晶格,通常会存在,被认为是一个空缺。如果一个氮原子的一个碳原子在晶格位置相邻的一个空缺,这是被称为氮-空位中心(NV)。
受到强磁场时,在这种情况下,永久磁铁定位高于钻石——一个NV中心的电子自旋可以,或量子叠加态的两个。量子计算的价值所在。
首先,剂量的微波将NV中心的电子自旋为叠加。然后,一阵射频辐射把氮核进入指定的自旋状态。第二,低剂量的微波“卷入”氮原子核的自旋和NV中心,使他们变得依赖对方。
此时,NV量子位可以把工作以及其他量子位进行计算,但研究人员还管理进一步微波曝光测试错误。
底线?系统允许一个NV-center量子比特留在叠加只要1000倍。反过来,这又意味着量子计算机工作可能比我们更认为到目前为止。
一篇论文描述了工作是本周发表在《自然》杂志上。