據(jù)CNMO了解，西班牙和美國(guó)等國(guó)科學(xué)家近日《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們通過從掃描隧道顯微鏡（STM）的尖端發(fā)射微波信號(hào)來控制鈦原子，使這些鈦原子執(zhí)行了量子計(jì)算。據(jù)悉，盡管這一量子計(jì)算平臺(tái)在短期內(nèi)不太可能與目前的主流量子計(jì)算方法媲美，但可用于研究化學(xué)元素甚至分子的量子特性。

　　量子計(jì)算是一種新型計(jì)算模式，其遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單位進(jìn)行計(jì)算，即利用量子疊加和糾纏等物理特性，以微觀粒子構(gòu)成的量子比特為基本單位，通過量子態(tài)的受控演化實(shí)現(xiàn)計(jì)算處理。

　　在上述研究中，科學(xué)家研究了自然界中“原始”的量子比特——電子的自旋，測(cè)量其方向只能產(chǎn)生兩個(gè)可能的值：“向上”或“向下”，對(duì)應(yīng)經(jīng)典比特的“0”和“1”。研究人員首先將鈦原子散射在由氧化鎂制成的平坦表面上，然后使用STM探針的尖端移動(dòng)鈦原子，將其中3個(gè)原子排列成三角形。利用STM尖端發(fā)射的微波信號(hào)，研究人員能控制其中一個(gè)鈦原子中單個(gè)電子的自旋。通過適當(dāng)調(diào)整微波的頻率，它們還可使微波的自旋與其他兩個(gè)鈦原子的自旋相互作用。借助這一方法，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的由兩個(gè)量子比特執(zhí)行的量子運(yùn)算，并讀取出結(jié)果。整個(gè)操作歷時(shí)幾納秒，運(yùn)算速度快于大多數(shù)其他類型的量子比特。

　　研究人員表示，通過操縱單個(gè)原子和分子組合中的自旋，可將這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到約100個(gè)量子比特，但再進(jìn)行擴(kuò)展會(huì)變得極其困難。未來，多臺(tái)STM量子計(jì)算機(jī)可能互聯(lián)，組成一臺(tái)更大的計(jì)算機(jī)。

總結(jié)

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