【量子電腦轉機械】

明道

【量子電腦轉機械】

 

 

量子計算力學

未來的超高速電腦可能由張小小的前者提供的處理能力和後者記憶體同樣小機械諧振器、 電動掛鉤的超導材料組成。

這是提出的新的工作顯示可以在這個微妙的資訊可能不受環境干擾的一種元件的兩種之間傳遞量子資訊的物理學家，國際集團進行的前景。

量子電腦利用微小物體可以在同一時間不止一個國家存在的違反直覺的想法。

而不是處理位 — — 是 0 或 1 — — 這樣的設備而操縱量子比特 — — 可以是 0 和 1 同時 — — 可能會允許大量的操作進行並行和呈現這些設備遠比經典電腦更快。

物理學家們正在研究不同種類的量子電腦的數目，但都有其負面影響。一些攻擊個別的粒子，如原子、 分子或光子的自旋。

在這些設備中的量子態可以作出很健壯的反對干涉從外面 — — 一個可行的量子電腦 — — 但他們需要笨重的器具，不很適合建設有很大數量的量子比特的電腦在建築中的最大挑戰之一。

適當加大不應一個問題為固態的設計，但是，如利用超導體的量子機械屬性的設備。但這些設備都極其容易受到電磁干擾。

雜交技術

"混合量子系統"試圖通過組合不同的辦法的最佳方面克服這些問題。

在最新的研究中，Mika Sillanpää 和他的同事在芬蘭 Aalto 大學有結合超導量子比特的諧振器 — — 一個機械和其他機電兩種。

他們表明振動量程 — — 稱為聲子 — — 從機械諧振器可以發送和接收行為像一個人工原子、 超導量子比特，然後將檢測到使用電氣諧振器的電磁量子 (光子) 的形式。

所有三個元件是由鋁訂到測量有點超過 1 毫米2單個藍寶石襯底上。

機械諧振器的移動部分組成的一個扁平的鋁測量 5 μ m 的 4 μ m 暫停一些 50 毫微米以上的超導電路，雖然其主要成分為兩個約瑟夫森結 — — 對超導體的一端隔開一個薄的絕緣體。

反過來，這個電路中，連接到電氣諧振器 — — 一種波導入的微波爐美聯儲的一端。

研究人員的測試他們的設備的第一步是公開，建立了兩個電荷"國家"在電路內，如果他們與兩個能量水準創造了一個原子的磁場使超導電路。

他們然後送入交變電流頻率等於電路到創建原子的能量水準差異。

這刺激了對這兩個國家之間的"拉比振盪"原子。研究人員確定量子位工作按計劃進行，然後耦合到機械諧振腔的量子比特。

這是通過減少餵養到所需的拉比振盪的能量量子短缺造成在那裡完全相等的振動手臂的能量量子點量子比特，交變電流的頻率。

耦合

為了證明他們真的有耦合量子比特到諧振器，研究人員監測的微波波導中的階段。

據預測，他們發現他們有幾乎完全相同的階段更改時將所有的能量應用直接到量子比特那樣。

把另一種方式，聲子了結合各國的人造原子，和這些組合的狀態調製中波導光子就像做了單獨的量子比特。

協作成員佩 Hakonen 說，結果打開了有趣的可能性，為探索各種非古典的狀態，例如那些與聲子的定義完善的量子數。

這是，情況尤其如此，他補充說，如果單聲子更改中量子比特的能量間距時所依據的金額，可作為大型的機械或電氣振盪的衰變率與比較。

記憶小路

根據 Hakonen，最新的研究也可能形成類似于傳統電腦中的量子資訊存儲作為態的不同振動振幅疊加的唯讀記憶體的量子記憶的基礎。

許多障礙需要克服實現這種記憶體，他也提醒，例如增加機械諧振器的頻率，以提高其能源間距的熱雜訊水準之上。

這就需要使諧振器較短，這將減少其耦合與量子比特，從而使實驗更加難以執行。

長壽命量子記憶體道路上，在英國的牛津大學的安德魯 · 布裡格斯認為最新的工作是"重要的一步。

這表明可以取得足夠強度的耦合將移入的量子制度，他說。

它也構成表明越來越多地宏觀結構中的量子現象方面取得進展。

他補充說它將會很重要，擴展這項研究表明在地面狀態機械諧振器。

最低設備的狀態，芬蘭，是在一個溫度約 25 millikelvin 經營，對應于一種能量的約 20 量程。

這項研究發表在性質。

關於作者

愛德溫 · 卡特是一個設在羅馬的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Ffeb%2F15%2Fquantum-computers-turn-mechanical