美科學家在量子計算(suàn)機領域獲新突(tū)破(pò) (2005-05-08)
發布(bù)時間:2007-12-04
作者:
來源:科技(jì)日報
瀏覽:745
美國俄亥俄州立大學研究人員25日說(shuō),他們成功地使相幹激光在玻璃芯片上構成了一個個“原子陷阱”,理論(lùn)上每個“原子陷阱”能捕(bǔ)捉一個氣態銣原子。研究人員說,這一進展向將來設計建造(zào)量(liàng)子計算機前(qián)進了(le)一大步(bù)。
俄亥俄州立(lì)大學副教授格雷格?拉菲亞蒂斯等(děng)人在(zài)《物理評論A》雜誌上發表論文說,當前製造量子計算機的(de)一個思路是首(shǒu)先將原子捕捉住,這樣就能通過激光操作來讀寫量子狀態。其(qí)他研究人員在(zài)實現(xiàn)這一思(sī)路時,都試圖用自由空間的一個封閉“籠子”來捕捉原子(zǐ),但目前在實踐(jiàn)上要操作“籠子”中(zhōng)的原子有一定困難。
拉菲亞蒂斯等人通過另一種方式來捕捉(zhuō)原子。他們用兩束相幹激光在一塊玻(bō)璃芯片的表麵塗層內縱橫相交,由於光的相幹作用,芯片上形成肉眼(yǎn)看不到(dào)的激光的波峰和波穀,猶如一個個“雞蛋格(gé)”,“雞蛋(dàn)格”的最(zuì)中央是一個(gè)大小(xiǎo)相當於原(yuán)子、被電場包(bāo)圍的空(kōng)洞。研究人(rén)員說,每個空洞可以捕(bǔ)捉住一(yī)個銣原子,然後用單束的激光就可以操縱原子(zǐ),實現量子(zǐ)計算。
這一設計與目(mù)前激光唱片存儲數據的方式非常相似。拉菲亞(yà)蒂斯說,用平(píng)麵芯(xīn)片上的激光(guāng)“陷阱”捕捉原子比用空(kōng)間中的“籠子”更具有可操作性。他們已經製造出了這樣的芯片,並使用磁(cí)場成(chéng)功地使10億個銣原子形成豌豆大(dà)小的原子雲。目前,他(tā)們正試圖操作原子雲運動到芯片上方,理(lǐ)論(lùn)上,當銣原子雲到達芯片上方時就會自動落入“激(jī)光陷(xiàn)阱”。
傳統計算機是通過二進製位“0”和“1”來(lái)表示信息,一個字節(jiē)要麽是(shì)“0”,要麽是“1”,而如果用量子狀(zhuàng)態表示信息(xī),一個量子位就可以表達兩者兼有的狀態。按照這一構思,量子計(jì)算機的信息處理和存儲能力比目前的計算機將有質的飛躍。據研究人員估計,要實(shí)現目前最新型計算機(jī)的功能,隻需要1000個(gè)量子位,因此量子(zǐ)計算機成為當前的研究熱點。
拉菲(fēi)亞蒂斯等人說,如果他們的設計成功,將極大地推動量子計算(suàn)機的設計製造,但真正應用到實際中將至(zhì)少是2年之後的事情了。