硅量子計算又創(chuàng)兩項新紀(jì)錄

    來自澳大利亞新南威爾士大學(xué)同一個實驗室的兩個研究團(tuán)隊，同時找到了發(fā)揮量子計算機(jī)超級計算能力的直接解決方案。兩團(tuán)隊分別創(chuàng)造出兩種量子比特（建造量子計算機(jī)的基石），每種量子比特處理數(shù)據(jù)的精確率都能達(dá)到99％以上。兩個成果同時發(fā)表在今天出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上。

    據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月13日（北京時間）報道，兩個研究團(tuán)隊都隸屬于澳大利亞研究委員會（ARC）的量子計算機(jī)通訊技術(shù)卓越中心。該中心在世界上第一次實現(xiàn)硅片單原子自旋量子比特。2012年和2013年《自然》雜志對此均有報道。

    現(xiàn)在，德魯拉克團(tuán)隊制造出“人造原子”量子比特，所使用的設(shè)備跟制造電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品中硅晶體管的設(shè)備幾乎沒有實質(zhì)區(qū)別。與此同時，該大學(xué)電子工程及通信學(xué)院的助理教授安德里亞·莫雷洛領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊，一直致力于把“天然”磷原子量子比特的性能推向極限——運(yùn)行準(zhǔn)確率已接近99.99％，這意味著每10000個量子運(yùn)行過程中，只有一次錯誤。

    自然原子和人造原子量子比特的高準(zhǔn)確率運(yùn)行，都需要將原子放置在經(jīng)過特殊純化的、只包含硅－28同位素的超薄硅片中。這個同位素絕對沒有磁性，也不會像自然硅那樣干擾量子比特。據(jù)介紹，這種特殊純化硅由日本慶應(yīng)大學(xué)伊藤教授提供給團(tuán)隊。

    此外，莫雷洛團(tuán)隊還創(chuàng)造了單原子量子比特在固態(tài)下“相干時間”的最新紀(jì)錄。“相干時間”是測量量子信息保存時長的單位。相干時間越長，越容易執(zhí)行更復(fù)雜的計算。研究人員在磷原子核中存儲超過30秒的量子信息。莫雷洛說：“在量子世界中，半分鐘就是永恒了。直到今天，都幾乎沒人相信，能保持‘量子疊加態(tài)’如此長的時間，而且使用的僅僅是一般晶體管的修改版本?！?/P>

    接下來，研究者要制造高度精確的量子比特對。大型量子計算機(jī)可能包含數(shù)千甚至數(shù)百萬由自然原子和人工原子共同組成的量子比特對。