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2019-11-07 15:45:05

实现量子信息处理的理论概念由物理学家团队开发

导读 研究人员已经找到了在短时间内屏蔽电磁噪声的方法。这将使得可以将旋转用作量子计算机的存储器,因为延长了相干时间并且可以在该间隔期间执

研究人员已经找到了在短时间内屏蔽电磁噪声的方法。这将使得可以将旋转用作量子计算机的存储器,因为延长了相干时间并且可以在该间隔期间执行数千个计算机操作。该研究发表在最新一期的“物理评论快报”上。

构建量子计算机的技术愿景不仅依赖于计算机和信息科学。理论物理学的新见解也是实际实施进展的决定性因素。每台计算机或通信设备都包含嵌入物理系统的信息。“例如,在量子计算机的情况下,我们使用自旋量子比特来实现信息处理,”Guido Burkard教授解释说,他与普林斯顿大学的同事合作进行了他的研究。导致当前出版物的理论研究结果主要由该研究的主要作者,康斯坦茨大学的博士研究员Maximilian Russ提出。

在寻求量子计算机时,自旋量子位及其磁性是关注的焦点。要在量子技术中使用自旋作为存储器,它们必须排成一行,否则它们无法被特定地控制。“通常磁体受磁场控制 - 就像地球磁场中的罗盘针一样”,Guido Burkard解释说。“在我们的例子中,粒子非常小,磁铁非常弱,这使得控制它们变得非常困难。”物理学家用电场和一个程序来应对这一挑战,其中几个电子,在这种情况下为四个,形成一个量子比特。他们必须面对的另一个问题是电子自旋,它相当敏感和脆弱。甚至在硅的固体中它们会对外部干扰产生电或磁噪声。

康斯坦茨的物理学家的下一步现在将与他们的实验同事合作,在实验中测试他们的理论。在这些实验中将首次使用四个而不是三个电子,这可以例如由普林斯顿的研究伙伴实施。虽然康斯坦茨的物理学家提供了理论基础,但美国的合作伙伴也在进行实验。这项研究并不是康斯坦茨现在在量子比特研究地图上的唯一原因。例如,今年秋天,康斯坦茨在“第四届量子信息处理学校和会议”中吸引了该领域的国际领先科学界。