日本開(kāi)發(fā)出量子計(jì)算機(jī)光控裝置
日本研究人員開(kāi)發(fā)出一種固態(tài)量子計(jì)算機(jī)光控新裝置，它具備多“量子位”的處理能力。新裝置的研制成功，意味著量子計(jì)算機(jī)研究又向前邁進(jìn)了一步。
量子計(jì)算機(jī)用“量子位”來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制位。二進(jìn)制位只能用“0”和“1”兩個(gè)狀態(tài)表示信息，而“量子位”用粒子的量子力學(xué)狀態(tài)來(lái)表示信息，兩個(gè)狀態(tài)可以在一個(gè)“量子位”中并存。“量子位”既可以用與二進(jìn)制位類(lèi)似的“0”和“1”，也可以用這兩個(gè)狀態(tài)的組合來(lái)表示信息。正因如此，量子計(jì)算機(jī)被認(rèn)為可以進(jìn)行傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的復(fù)雜計(jì)算，其運(yùn)算速度將是傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法企及的。
現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)模型主要可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是利用原子阱、離子阱等俘獲光子、原子等以實(shí)現(xiàn)“量子位”的非固態(tài)量子計(jì)算機(jī)，另一類(lèi)則是采用半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等元件的固態(tài)量子計(jì)算機(jī)。由于非固態(tài)量子計(jì)算機(jī)的“量子位”數(shù)存在極限，近年來(lái)圍繞固態(tài)量子計(jì)算機(jī)的研究漸趨活躍。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所最近發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，該所研究人員首次開(kāi)發(fā)出具有2個(gè)“量子位”處理能力的光控裝置。研究人員首先將2個(gè)所謂的“量子點(diǎn)”在砷化鎵層上近距離排列，形成復(fù)合“量子點(diǎn)”。然后將被俘獲到每個(gè)“量子點(diǎn)”中的激子都作為一個(gè)“量子位”，并在此基礎(chǔ)上制成具有2個(gè)“量子位”處理能力的裝置。研究人員說(shuō)，該裝置復(fù)合“量子點(diǎn)”中的2個(gè)激子，其狀態(tài)分別都可以用光獨(dú)立控制。這種光控裝置不僅運(yùn)算速度快，類(lèi)似技術(shù)還可用于量子密碼研究領(lǐng)域。
上述成果已在新一期美國(guó)《應(yīng)用物理通訊》雜志上發(fā)表。研究人員說(shuō)，他們計(jì)劃下一步設(shè)計(jì)一個(gè)小規(guī)模的光控量子回路，并用它來(lái)驗(yàn)證簡(jiǎn)單的量子運(yùn)算。
量子計(jì)算機(jī)用“量子位”來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制位。二進(jìn)制位只能用“0”和“1”兩個(gè)狀態(tài)表示信息，而“量子位”用粒子的量子力學(xué)狀態(tài)來(lái)表示信息，兩個(gè)狀態(tài)可以在一個(gè)“量子位”中并存。“量子位”既可以用與二進(jìn)制位類(lèi)似的“0”和“1”，也可以用這兩個(gè)狀態(tài)的組合來(lái)表示信息。正因如此，量子計(jì)算機(jī)被認(rèn)為可以進(jìn)行傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的復(fù)雜計(jì)算，其運(yùn)算速度將是傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)無(wú)法企及的。
現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)模型主要可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是利用原子阱、離子阱等俘獲光子、原子等以實(shí)現(xiàn)“量子位”的非固態(tài)量子計(jì)算機(jī)，另一類(lèi)則是采用半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等元件的固態(tài)量子計(jì)算機(jī)。由于非固態(tài)量子計(jì)算機(jī)的“量子位”數(shù)存在極限，近年來(lái)圍繞固態(tài)量子計(jì)算機(jī)的研究漸趨活躍。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所最近發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，該所研究人員首次開(kāi)發(fā)出具有2個(gè)“量子位”處理能力的光控裝置。研究人員首先將2個(gè)所謂的“量子點(diǎn)”在砷化鎵層上近距離排列，形成復(fù)合“量子點(diǎn)”。然后將被俘獲到每個(gè)“量子點(diǎn)”中的激子都作為一個(gè)“量子位”，并在此基礎(chǔ)上制成具有2個(gè)“量子位”處理能力的裝置。研究人員說(shuō)，該裝置復(fù)合“量子點(diǎn)”中的2個(gè)激子，其狀態(tài)分別都可以用光獨(dú)立控制。這種光控裝置不僅運(yùn)算速度快，類(lèi)似技術(shù)還可用于量子密碼研究領(lǐng)域。
上述成果已在新一期美國(guó)《應(yīng)用物理通訊》雜志上發(fā)表。研究人員說(shuō)，他們計(jì)劃下一步設(shè)計(jì)一個(gè)小規(guī)模的光控量子回路，并用它來(lái)驗(yàn)證簡(jiǎn)單的量子運(yùn)算。
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