IBM 量子計算研究取得突破,科學家可以控制單個原子 | 每日安全資訊

2021-02-13 Linux中國

IBM 在量子計算領域取得了突破，它展示了一種控制單個原子量子行為的方法。這一發現為量子計算展示了一個新的基石。研究小組演示了利用單個原子作為量子信息處理的量子位。量子位是量子計算機處理信息能力的基本要素。IBM 的突破標誌著使用掃描隧道顯微鏡（STM）首次實現了單原子量子位。STM 可以對每個原子量子位成像並定位，以精確控制附近量子位原子的排列。

STM 工作原理是掃描表面附近的超銳利針尖來感知單個原子的排列，並且針尖可以將原子拉動或攜帶到所需的排列中。計算機中信息的基本單位是一個值為 「0」 或 「1」 的位。量子位可以是同時稱為疊加狀態的 「0」 或 「1」。狀態是量子力學的基本特徵。  IBM 使用稱為「自旋」的鈦原子量子特性來表示一個量子比特。自旋特性使每個鈦原子具有磁性，因此它的行為就像一個小小的指南針。

每個鈦原子都有一個南北磁極，兩個磁取向定義了量子位的 「0」 或 「1」。IBM將鈦原子放在選定的超薄氧化鎂表面上，以保護其磁性並展示其量子個性。科學家們隨後將高頻無線電波，微波，應用於原子。微波來自顯微鏡的頂端，使研究小組能夠控制原子的方向。當調諧到正確的頻率時，鈦原子會執行一個「量子舞蹈」，其磁極繞著所需方向旋轉並結束。這種舞蹈，或稱拉比振蕩，非常快，需要20納秒才能使量子位來迴轉動。原子以二進位 「0」 或 「1」 結尾，這取決於無線電波的作用時間。

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（信息來源於網絡，安華金和搜集整理）

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