仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯
立即体验
APP内打开
回版面
评论
收藏
点赞
拍砖
举报
取消
发布
当前位置:
仪器社区
>
基础知识专区
>
物理知识
>
帖子详情
科学家在半导体中生成新量子比特
zj2635
2012/03/26
私聊
物理知识
科技日报 2012年03月26日 星期一
本报讯 据美国物理学家组织网3月21日报道,一个国际研究团队通过单个电子获取了新类型的量子比特,使未来数据处理可包括比“0”和“1”更多的基础要素。此外,以前量子比特仅能存在于较大的真空腔中,而新量子比特可在半导体中生成出来。这代表了量子计算发展进程中一项重要的进展。相关研究报告发表在近期出版的《自然·纳米技术》杂志上。
科研人员表示,当今数据处理的基础单元是“0”和“1”比特状态。处于双通道中一条通道内的电子将沿指定的并联支路前进,每次只能通过一个电子。借助隧道耦合,电子能够在通道间来回切换,从而呈现出两种不同的状态,事实上电子会在两个轨道内同时飞起,而两种状态也将重叠。
为了编码这些状态,电子的电荷十分关键。虽然电子同样具有其他特性,但电荷才是对于量子比特来说确切需要的。从比特到量子比特的延伸能显著增加计算机的计算能力。
一个量子比特相当于具有特别状态的单个电子。科研人员可利用单个电子通过两个紧密相邻通道的轨迹进行编码。本质上,两种不同的状态是可能的:电子或者在上面的通道移动,或者在下面的通道移动,随后形成一个二进制系统。然而根据量子理论,一个粒子可同时保有多种状态,也就是说,它能够近似于同时飞跃两个通道。这些重叠的状态能形成一个广泛的数据处理字符。
为了生成具有不同状态的量子比特,研究人员允许单个的电子相互干涉,这就是所谓的阿哈罗诺夫—玻姆效应:由外加电压驱动,电子能够飞跃具有半导体性质的固体。在这一固体之中,它们的飞行轨迹先分叉,再重新结合。因此,每个电子可同时飞过两个可能的路径,当两个路径重聚在一起,就会产生干涉,例如,两束电子波会发生重叠,具有不同重叠状态的多个量子比特就会被生产出来。
通常,一束电子波会在穿过固体时同时穿越不同的路径。由于材料中的杂质,它会失去自己的相位信息,并因此失去其编码特别状态的能力。为了保持这些相位信息,研究人员培育出了高纯度的砷化镓晶体,并使用了德国波鸿鲁尔大学物理学教授安德里亚斯·维克在20年前提出的双通道法。
一个电子能通过双通道到达分叉处,而隧道耦合可使电子能同时飞跃两种不同的路径,电子波的相位也将通过耦合保持下来。同样,研究团队在电子波于分叉末端重新聚合时也使用双通道。借助这种方法,他们能够生产出具有明确状态且适合信息编码的量子比特。研究人员表示,并非所有的电子都会参与这一过程,目前参与的电子仍是一小部分,但他们已经开始尝试使用具有更高电子密度的晶体,以提升电子的参与率。(张巍巍)
相关话题
1
科学家拍摄量子电影展现复杂分子物质波
2
分光仪的简介
3
量子隧穿效应“孵出”能效更高的隧穿晶体管
4
科学家找到大规模生产纳米石墨烯薄片新方法
5
密度计的使用方法
近期热榜
迎国庆送壕礼!十月发帖抢大疆云台
【官方邀请】高效液相色谱使用情况有奖调研
喜迎国庆!第十七届原创大赛超级原创日参赛奖励翻倍
丹纳赫四十周年寄语征集领大礼包
热门活动
【售后专场--招聘会】
第三届微课大赛投票进行中ing
猜你喜欢
最新推荐
热门推荐
更多推荐
【讨论】木星的四大谜案!
2011/05/04
【资料】现代物理方法在有机物结构分析中的应用
2010/11/26
澳研究发现狭义相对论扩展可解释超光速运动
分享
2012/10/12
【分享】化学品安全
2007/07/02
【讨论】有关玻璃的物理方面的问题!
2011/01/04
【讨论】磁铁能提早预报地震吗?
2011/04/07
【求助】哈哈!发现了一个问题
2011/01/06
【转帖】电冰箱在停电后不能立即起动!!!
2008/05/05
分享一些我对于物理进门的经验和思考
第十七届原创
2024/09/26
易碎塑料的问题
已应助
2024/08/12
离子源配置
已应助
2024/07/01
GB/T50082-2009规范进行电通量测定时采用自动设备间隔时间为10分钟记录数据,但是根据7.2.4.2计算式It-在时间t(min)的电流(A),精确到0.001A,请问初始电流0.04117精确到到0.041A等于41mA?
讨论
2024/06/29
碳成为钻石的原理是什么
原创
2024/06/29
米思米直线电机模组:1分钟极速选型,工业高效利器,便捷至上
分享
2024/06/19
工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识
分享
2024/05/08
关于化学势和浓度的关系
求助
2024/04/29
用实力证明 - 技术人员能力好坏“我说行就行”的时代过去了?
第十七届原创
2024/10/02
同一个部门的人进门还让登记,宝宝很生气!
第十七届原创
2024/10/03
要想新员工学的快,培训技巧很重要!
第十七届原创
2024/10/04
【仪器心得】TDU2第二套热脱附使用心得
第十七届原创
2024/10/02
出峰时间和分子离子峰一样,二级质谱图不一样是同种物质吗
已应助
2024/09/28
玻璃器皿的质保期
已应助
2024/09/28
关于CNAS-G001:2024里的条款理解?
已应助
2024/09/30
岛津2014色谱TCD检测标气中的氧气和氮气,氧气不出峰怎么处理
已应助
2024/09/29
【建议】对于版面资源整理帖的建议
讨论
2012/03/26
求助英文文献四篇!!!
已应助
2012/03/26
关于能量色散定量分析的几个疑问
求助
2012/03/26
提问帖(3.26):请问迪马科技提供的氮吹仪的产品特点有哪些呢
讨论
2012/03/26
【求助】GGX-6原子吸收的助燃气流量调不大也调不小了
2012/03/26
GC测定叔丁醇残留用什么气相色谱柱
求助
2012/03/26
电子秤的使用注意事项
分享
2012/03/26
求购样品瓶-有图片
求购
2012/03/26
品牌合作伙伴
丹纳赫苏州基地 打工人的梦想
岛津
日立科学仪器
珀金埃尔默仪器(上海)有限公司(PerkinElmer)
日本电子株式会社
丹纳赫
安捷伦
赛默飞世尔科技
普析通用
欧波同
天美
天瑞仪器
德国耶拿
海能技术
马尔文帕纳科
磐诺科技
上海仪电科仪
梅特勒托利多
聚光科技
莱伯泰科
盛瀚
多宁生物
丹东百特
科哲
卓立汉光
屹尧科技
华谱科仪
宝德仪器
优莱博
HORIBA
布鲁克核磁
举报帖子
执行举报
点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...