量子计算又迎新突破显微镜操控钛原子自旋实现微观量子计算

发布时间：2023-10-16 13:02:02 所属栏目：外闻来源：网络

导读： 　　在近期内，科学界有了一项重大的技术进步：在使用扫描隧道显微镜的过程中，他们成功地将微波讯号发送到钛原子的领域中去了；由此我们能够开展更加深入的微观层面的量子计算工作。

　　在近期内，科学界有了一项重大的技术进步：在使用扫描隧道显微镜的过程中，他们成功地将微波讯号发送到钛原子的领域中去了；由此我们能够开展更加深入的微观层面的量子计算工作。

　　该成果由韩国基础科学研究所（IBS）旗下的量子纳米科学中心团队领导，日本、西班牙和美国等国科学家共同参与。论文强调这种微观量子平台不会和主流量子计算争夺地位，但依然吸引了不少量子科学家的关注，未来可用于研究化学元素甚至分子的量子特性。

　　论文认为固体中的一部分单个不可压缩的电子自旋晶体管是量子科学和技术的一个有潜在希望的候选者，电子自旋只有“向上”和“向下”两个值，对应经典比特的“0”和“1”，而在测量之前电子自旋处于各种可能的叠加状态。

　　研究人员首先将钛原子散射在由氧化镁制成的平坦表面上，然后使用 STM 探针的尖端移动钛原子，将其中 3 个原子排列成三角形。利用 STM 尖端发射的微波信号，研究人员能控制其中一个钛原子中单个电子的自旋。

　　三个钛原子排列在扫描隧道显微镜（STM）内，距离足够近，可以感知彼此的量子自旋。粘在 STM 尖端（顶部）的铁原子与其中一个量子位（蓝色）“对话”，用它来读取和写入另外两个量子位（红色）的信息，并使它们执行基本的量子计算。

　　通过适当调整微波的频率，它们还可使微波的自旋与其他两个钛原子的自旋相互作用。借助这一方法，研究团队创建了一个简单的由两个量子比特执行的量子运算，并读取出结果。整个操作历时几纳秒，运算速度快于大多数其他类型的量子比特。研究人员表示，这项技术可以用于制造高性能计算机，以满足未来的需求。

（编辑：常州站长网）

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