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離子阱已經(jīng)被證明是一種非常成功的控制和操縱量子粒子的技術(shù)

沃爾沃汽車 ? 來源:陳年麗 ? 2019-08-27 17:16 ? 次閱讀

科學(xué)家們正研究量子計(jì)算機(jī)商業(yè)應(yīng)用的具體問題,隨著設(shè)計(jì)和制造方面的新創(chuàng)新,來自各大學(xué)和各行業(yè)科學(xué)家希望為量子計(jì)算機(jī)開發(fā)有用的部件。離子阱已經(jīng)被證明是一種非常成功的控制和操縱量子粒子的技術(shù)。今天,離子阱構(gòu)成了第一批可運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)核心,并與超導(dǎo)量子比特一起被認(rèn)為是構(gòu)建商業(yè)量子計(jì)算機(jī)最有前途的技術(shù)。自去年以來,工程師和研究人員一直在共同探索如何使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來構(gòu)建離子陷阱。

哪些量子芯片架構(gòu)特別受益于現(xiàn)代半導(dǎo)體制造的精確度和可擴(kuò)展性提高。此外,研究人員希望找出離子陷阱是否也可以在室溫下操作,這要?dú)w功于創(chuàng)新的離子阱幾何結(jié)構(gòu)。目標(biāo)是通過集成必要的片上電子來生產(chǎn)更強(qiáng)大量子系統(tǒng),并將整個(gè)系統(tǒng)小型化,意味著新開發(fā)的電子設(shè)備直接集成在量子系統(tǒng)旁邊。在實(shí)驗(yàn)室里,目前占據(jù)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備旁邊的大量空間,這一愿景是讓量子計(jì)算機(jī)第一次變得便攜。

這些離子阱將使用半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)。通過這種方式,可以非常均勻和精確地制造陷阱,并且更容易與小型化的電子學(xué)和光學(xué)器件相結(jié)合。此外,還可以實(shí)施更復(fù)雜和更全面的陷阱概念,這些概念對外部干擾具有魯棒性。這些離子被用作量子比特,量子力學(xué)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中的比特相對應(yīng)。研究人員在實(shí)驗(yàn)室的電磁場中捕獲離子,電磁場確切形狀由離子阱的結(jié)構(gòu)決定。微組裝陷阱還沒有對離子進(jìn)行最佳的抓取,如果能夠以保持離子更穩(wěn)定的方式構(gòu)建這些量子芯片。

這將有助于量子研究人員尋求更大的量子寄存器和更復(fù)雜的量子算法。此外,在實(shí)驗(yàn)室以外的條件下,也就是在室溫下,甚至最終是可移動(dòng)的情況下,需要使用強(qiáng)而穩(wěn)定的量子態(tài)。研究目的是制造一種微小的離子阱,其中的離子在室溫下穩(wěn)定地被捕獲。目前,量子計(jì)算機(jī)的原型還需要進(jìn)行廣泛測試,這是量子計(jì)算機(jī)工業(yè)化生產(chǎn)的一大障礙。因此,在實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們試圖如此高效地捕獲離子,以至于量子芯片也可以在室溫下工作,甚至可以構(gòu)建更復(fù)雜的芯片架構(gòu)。

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原文標(biāo)題:這場事故,有點(diǎn)突然

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