固態量子處理器誕生了！
- 上線日期：2009/7/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
耶魯大學領導的研究團隊最近創造出第一款基本固態量子處理器，朝著建造量子電腦的終極夢想又前進一步。他們亦首度使用雙量子位元(two-qubit)超導晶片成功執行了基本演算(例如簡單的搜尋)，雖然先前已經有人以用單原子核、原子及光子做過類似的演算，但這是固態元件第一次處理量子資訊。
耶魯物理系的Robert Schoelkopf等人製造出二個做為量子位元(qubit)的人造原子，雖然每個量子位元是由10億個鋁原子所構成，其行為卻像只有兩種能態的單原子。這些能態相當於傳統電腦使用的「1」與「0」，或「開」與「關」狀態，然而拜量子力學特殊的法則之賜，科學家能使量子位元同時處於多重狀態的「疊加(superposition)」，因此可以儲存更多資訊，也處理能力也更高。
為了說明，Schoelkopf以找出正確的電話號碼為例，一般處理器只能一個一個試，但量子力學的機制允許同時測試所有的號碼，但只有正確的那個才能撥通，因此能加速過程。
這類運算說來簡單，但是到目前為止科學家們都無法採用固態的量子位元，部份原因是量子位元無法維持夠久。十年前第一個量子位元只能在特定量子態維持約一奈秒，Schoelkopf等人的量子位元現在能維持一微秒，已經足以執行簡單的演算。
為了執行運算，量子位元之間必須透過「量子匯流排(quantum bus)」彼此溝通，此處的量子匯流排即在連接量子位元的導線中傳遞資訊的光子。研究人員表示，雙量子位元處理器成功的關鍵在於讓量子位元在"開啟"或"關閉"之間突然切換，使它們只能在接到命令時迅速交換資訊。
該團隊接下來將研究如何使量子位元在其量子態上維持更久，以進行更複雜的演算。他們也希望將更多量子位元連接到量子匯流排上。Schoelkopf表示，每添加一個量子位元，處理能力會以指數方式增加，因此極有潛力做更先進的量子運算。他認為要建造一台實用的量子電腦來解決複雜問題，路途雖然遙遠，不過這已經跨出了一大步。詳見6月28日的Nature的AOP。
原始網站: http://www.physorg.com/news165418586.html
譯者:劉怡萱(逢甲大學光電學系)
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