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在量子计算的世界里,交互就是一切,为了让计算机正常工作,比特(构成数字信息的一比特和零比特)必须能够相互作用并传递数据进行处理。同样的道理也适用于构成量子计算机的量子位元。但是这种相互作用产生了一个问题——狐妖小红娘之神龙现世在任何量子位相互作用的系统中,它们也倾向于与环境相互作用,从而导致量子位迅速失去其量子性质。为了解决这个问题,艺术与科学研究生院的博士同志亦威猛生Ruffi死神的圣约n Evans转向了以缺乏相互作用而闻名的粒子——光师傅好坏子。

博科园-科学科普:埃文斯在米哈伊尔卢金(Mikhail Lukin)的实验室工作,卢金是乔治瓦斯默莱弗雷雨巷朗诵女声丁建华特(George Vasmer Leverett)物理学教授,也是量子科学与工程计划(Quantum Science and 床戏照片Engineering Initiative)的联席主管。设计一个相互丝足伊作用非常强的系统并不难,但是相互作用非常强也阿福宝盒会通过与环百企入桂干细胞工程境的相互作用产生噪音和干扰。所以你必须使环境查太莱夫人的情人极其清洁,这是一个巨大的挑战。我们在一个完全不同的规则下运作,使用光子,它与一切都有微弱的相互作用。

图片:Denis Sukachev

Evans和他的同事们首先利用mu5350硅空位中心(钻石中的原子尺度杂质)创造了两个量子位,然后把它们放入一个纳米尺度的光子晶体腔中,光子晶体腔的行为就像两个面镜子。光范文芳老公与原子一次相互作用的几率可能非常非常小,但是一旦光反弹10000次左右,这种情况几乎肯定会发生。所以其中一个原子可以发射光子,它会在这些镜蚌埠小姐子之间来回反射,在某一点,另一个原子会吸收光子,不过,光子的传递不是单向的。光子实际上在两个量子位之间交换了好几次,这就像他们在玩烫手山芋,量子位来回传递虽然在量子位之间创造相互作用的概念并不新鲜,研究人员已经在许多其他系统中取得了这一成就,但有两个因素使这项新研究与众不同。

关键的进步在于使用的光子的光频率通常相互作用非常微弱,这就是中国商标专网为什么我们使用光纤青占鱼为什么便宜 唐婉李兆 炫富弟传输数据——可以通过一根很长的光纤发送光,基本上没有衰减。因此,平台对于长距离量子计算或量子网络尤其令人兴奋。尽管该系统只能在极低温度下运行,但与需要精密的激光冷却系统和光阱来固定原子的方法相比,它的复杂性要小得多。由于该系统是纳米级的,它开启了许多设备可以封装在单个芯片上的可能性。虽然这种相互作用以前已经实现,但还没有在光学领域的固态系统中实现。设雅培金钻备是用半导体制造技术制造的,很容易想象使用这些工具在一个芯片上扩展到更多的设备。

拼接过程:显微镜物镜(从图像顶部下来的大金属筒),钻石样品(图像中心看起来像玻璃的小板),以及连接到样品的光纤(样品上方发光的绿色点)。图片:Denis Sukac眼睁睁造句hev

埃文斯展望了未来研究的两个主要方向。第一种方法是开发控制量子位元的方法,并构建一整套量子门,使它们能够作为一台可用的量子计算机发挥作用。另一个方向是说,我们已经可以制造这些设备,获取信息,从设备中读取信息,并将其放入光纤中。所以,让我们考虑一龙绝帝皇侠下如何扩大这个规模,并在人类尺度的距离上建立一个真正的量子网络。正在构想一种方案,利用现有的材料,在实验室或校园内的设备之间建立连接,或者利用下一代设备实现小规模量子网络。最终,这项研究可能会对计算机的未来产生广泛的影响。从量子互联网到量子数据中心,任何东西都官场猎手需要量子系统之间的光学连接,而hdtube这正是我们的工作非常适合的部分。

博科园-科学科普|研究/来自:哈佛大学

参考期刊文献 :《Science》

DOI: 10.1126/science.aau4691

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