【量子態長存室溫 39 分鐘】

明道

【量子態長存室溫 39 分鐘】

 

量子態長存 39 分鐘

已經證明量子態在室溫的固態設備中承受了高達 39 分鐘粉碎 2 的舊紀錄 s。

技藝取得了物理學家們在加拿大、 英國和德國，用作磷原子在矽中其量子比特 — — 或量子比特的人。

突破提供一般脆弱的量子態可以作出足夠健壯，用於實用量子電腦中或甚至"量子錢"的希望。

量子電腦被旨在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，同時可以是 0 和 1。

大量的行動可能因此，原則上，運載在並行和呈現這些設備遠比經典電腦更快。

但試圖建立一個工作量子電腦的任何人都必須處理量子比特往往是非常脆弱的這意味著他們持有的量子資訊迅速被毀壞外部噪音的事實。

是解決這個問題的方法之一來冷卻量子比特接近絕對零度，儘量減少其暴露于熱雜訊。

但在這樣低的溫度下工作不是特別實用，這就是為什麼研究者們熱衷於查找量子比特，可在室溫下操作。

記錄斷路器

新的破紀錄系統已創建由麥克特瓦爾特的西蒙 · 弗雷澤大學和同事，通過將量子資訊存儲中的磷原子在矽晶體中的核自旋。

使用這些核旋轉的想法並不新，系統已顯示保留很長時間的量子資訊時代在極低的溫度下。

但即使在 10 K，這"相干時間"大幅下降到幾個毫秒。

要解決此問題，特瓦爾特和同事利用了的磷原子在矽在室溫中的傾向于放棄他們的電子，成為積極的離子的事實。

刪除電子消除核自旋和周圍電氣雜訊之間的重要聯繫。核自旋因此可以保留更長比那些在中性磷量子資訊。

其缺點是刪除電子使得這麼好孤立的核旋轉不能"讀"或"寫入"。

所以要獲得解決此問題，團隊第一次冷其晶體為 4.2 K，用於鐳射和無線電頻率 (RF) 豆類中性磷原子投入具體的量子態。

雷射脈衝然後電離原子在晶體被加熱到室溫 (298 K) 之前。

在這些條件下，射頻脈衝被用來執行"自旋回波"測量的一致性時，發現是 39 分鐘。

水晶然後冷卻回 4.2 K 和另一個雷射脈衝用來抵消磷離子之前使用的鐳射和射頻脈衝序列宣讀的量子資訊。

勞顧會走一走

儘管測量透露在室溫的一致性時間是 39 分鐘，團隊成員來自倫敦大學學院的約翰 · 莫頓說： 在這些條件下，將有可能在取出晶體從低溫恒溫器和它隨身實驗室同時旋轉保持其連貫一致的原則。

更重要的是，重複在 4.3 K 與樣品實驗揭示的一致性時間長達三個小時。

從牛津大學，也是團隊的一部分，斯蒂芬妮 · 西蒙斯說雖然 39 分鐘"似乎並不很長"，花只是 10 微秒，翻轉的磷離子 — — 用於運行量子計算的操作的類型的核自旋。

"在理論上，超過 2000 萬的行動可適用于的時間疊加自然衰變的 1%，"她說。

在錢上

莫頓添加是不太可能任何人都將生成迴圈 4.2 和 298 K 之間的量子電腦，因此量子比特基於磷離子大概會在寒冷的氣溫，他們甚至更長時間的一致性時間會在哪一項資產經營。

不過，他指出這種系統可用於創建"量子錢"，這原則上是不可能偽造。

之前系統加熱到溫帶的房間"鈔票"的序號可以，例如，在 4.2 K 的核旋轉到進行編碼和進行有關直到它"花"由冷卻下來。

序號可以然後宣讀，但作贗品者試圖複製量子序號會挫敗了量子力學，可防止未知的量子狀態要複製的"克隆"定理。

雖然團隊表明，電離磷量子比特可以忍受很長時間，有更多的工作要做之前可用於核自旋量子電腦或量子的錢。

物理學家必須現在工作了如何讀取和寫入資訊到一個單獨的離子 — — 和還如何獲得兩個或更多的離子與彼此創造量子邏輯裝置進行交互和測量同時進行了約 100 億離子的集合上。

特瓦爾特告訴physicsworld.com的物理學家在澳大利亞新南威爾士大學已經算出閱讀方式與資訊寫入到單個離子 — — 儘管在低溫度下 — — 和現在看他們可能被捲入。

與此同時，特瓦爾特的團隊現在正在看其他原子在矽，包括砷、 銻、 鉍。

研究中科學描述.

關於作者

麥高樂莊士敦是 physicsworld.com 的編輯器中

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fnov%2F15%2Fquantum-state-endures-for-39-minutes-at-room-temperature