量子計算10量子位自旋寄存器存儲量子信息長達75秒

近些年,量子領域成為科學家們研究的新方向,尤其是量子計算。目前,量子計算機的研發還處於初步階段,其速度是傳統計算機的幾百萬倍。量子計算的成功問世也可以解決很多以前無法解決的問題,完成那些艱難的任務,而且還能夠模擬那些虛擬世界中的複雜部分,解決人們最關心的通信安全問題。

量子信息系統是由量子比特構成的,如果想讓量子技術變成現實,就需要非常高的精確率來控制量子比特,從而控制粒子中的自旋。如果想要實現這項複雜度更高、難度更大的任務就需要更強大的計算能力,對量子寄存器也會有更高的要求。但量子系統很複雜,目前控制單個自旋都是很有挑戰性的,更多說控制多個自旋了。

量子計算10量子位自旋寄存器存儲量子信息長達75秒

值得一提的是,TU Delft和Element Six一組研究人員已經成功演示了一種可以控制的十量位自旋寄存器,存儲量子時間長達1分鐘。該研究為量子寄存器的到來帶來新的可能,給研究人員帶來新的信心。

Tim Taminiau稱,此次實驗是藉助鑲嵌在鑽石中原子的自旋來精確控制大量量子比特,進一步將這些自旋應用在量子計算機和量子網絡中去。但實現的過程十分艱難,不僅需要將所有的自旋耦合在一起變成單個量子處理器運行,而且還需要高精度地控制量子比特,過程十分艱難。

量子計算10量子位自旋寄存器存儲量子信息長達75秒

為此,Taminiau和其他夥伴們研發出一種新的方案,藉助電子自旋量子位選擇性地控制許多單獨的核自旋量子位,進行解耦,保護它們面授系統中不必要的因素干擾。這樣一來,人們在研究中就可以控制更多的自旋,而且還不用擔心會出現打得事物。因為該技術應用在一個由10個自旋組成的系統,該系統和金剛石的氮空位中心由關,該中心可以為量子位提供電子自旋,可以用微博脈衝來控制。

量子計算10量子位自旋寄存器存儲量子信息長達75秒

該研究最重要的一個成果就是10自旋量子位量子系統,能夠儲存75秒的量子信息,幫助科研人員將多個量子位聯接到一起,構建大型量子網絡。總而言之,量子計算的發展是一個很有挑戰性的問題,需要科學家們的不懈努力。相信未來量子計算成熟後,會給社會帶來全新的改變。


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