筑波大学的一个研究小组研究了一种利用超短激光脉冲在硅晶体内部产生相干晶格波的新方法。利用理论计算结合在匹兹堡大学获得的实验结果，他们能够证明在样本内部可以保持相干振动信号。这项研究可能会导致基于现有硅设备的量子计算机能够快速执行即使是现有最快的超级计算机也无法实现的任务。

从家用PC到商用服务器，计算机是我们日常生活的核心部分，它们的功率继续以惊人的速度增长。然而，古典计算机即将出现两大问题。第一个是我们可以将多少个晶体管打包到单个处理器中的基本限制。最终，如果我们要继续提高其处理能力，将需要一种全新的方法。第二，即使是功能最强大的计算机也会遇到某些重要问题，例如保证信用卡号码在互联网上安全的加密算法，或优化传送包裹的路径。

这两个问题的解决方案可能是量子计算机，它利用了控制非常小的长度尺度的物理规则，如原子和电子。在量子状态下，电子的行为更像波浪而不是台球，其位置被“抹掉”而不是明确。另外，各种组件可能会缠绕在一起，使得不能完全描述每种组件的性质而不参考另一种组件。有效的量子计算机必须保持这些纠缠态的一致性足够长以进行计算。

在目前的研究中，匹兹堡大学物理和天文学RK梅隆大学的筑波大学和Hrvoje Petek团队使用非常短的激光脉冲来激发硅晶体内的电子。“现有硅用于量子计算将使向量子计算机的过渡变得更加容易，”第一作者Yohei Watanabe博士解释说。高能电子产生硅结构的相干振动，使得电子和硅原子的运动变得纠缠。然后在具有第二激光脉冲的可变延迟时间之后探测系统的状态。

基于他们的理论模型，科学家能够解释在电荷中观察到的振荡作为延迟时间的函数。“这项实验揭示了控制相干振动的潜在量子力学效应，”资深作者Muneaki Hase教授表示。“通过这种方式，该项目迈向了价格实惠的消费量子计算机的第一步。”