據美國物理學家組織網3月21日（rì）報道，一個國際研究團隊通過單個電子獲取了新類型的量子比特，使未來（lái）數據（jù）處理可包括比“0”和“1”更多的（de）基礎要素（sù）。此外，以前量子比特僅（jǐn）能存在於較大的真空腔中，而新量子比特可在半（bàn）導體中（zhōng）生成出來。這代表（biǎo）了（le）量子（zǐ）計（jì）算發展進程中一（yī）項（xiàng）重要的進展（zhǎn）。相關研究報告發表在近（jìn）期出版的《自然?納米技術》雜誌（zhì）上。

      科研人員（yuán）表示，當今數據處理的基（jī）礎單元是“0”和“1”比特狀態（tài）。處於雙通道中一條通道內的電子將沿指定的並聯支路前進，每次隻能通過一個電子。借助隧道耦合，電子能夠在（zài）通道間來（lái）回切（qiē）換，從而呈（chéng）現出兩種不同的狀態，事實上電子會在（zài）兩個軌道內同時飛起，而兩種狀態也將重疊。

      為了編碼（mǎ）這些狀態，電子的電荷十分關（guān）鍵。雖然電子同樣具有其他特性（xìng），但電荷才是對於量子比特（tè）來說確切需要的。從比特到量子比特的延伸能（néng）顯著增加計算機（jī）的計算能力。

      一個量子比特相當於具有（yǒu）特別狀態（tài）的單個電子。科研人員可利用單（dān）個（gè）電子（zǐ）通過兩個緊密相鄰通道（dào）的軌跡進行編碼。本質上，兩種不同的狀態是可能的：電子或（huò）者在上麵的通道移（yí）動，或者在下麵的通道（dào）移動，隨後（hòu）形成一個二進製係統。然而根據量子理論（lùn），一個粒子可同時保有多種狀態，也就是說，它能夠近似於同時飛躍兩個（gè）通道。這些（xiē）重疊的狀態能形成一個廣泛的數據處理字符。

      為了生成（chéng）具有不同狀態的量子比特，研究人員允許單個的電子相互幹涉，這就是所謂的阿哈羅（luó）諾夫?玻姆效應：由外加電壓驅動，電子能夠飛（fēi）躍具有半導體性質的固體。在這一（yī）固體（tǐ）之中，它們的飛行軌跡先分叉，再重新結合。因此，每個電子（zǐ）可同時飛過（guò）兩個可能的路徑（jìng），當兩個路徑重（chóng）聚在一起（qǐ），就會產生幹涉，例（lì）如，兩束電子波會發生重疊，具有不同重疊狀態的（de）多個量子（zǐ）比特就會被生產出來。

      通常，一束電子波會在穿過（guò）固（gù）體時（shí）同時（shí）穿越不（bú）同的路徑。由於材料中的雜質（zhì），它會失去自己的相位信（xìn）息，並因此失去其編（biān）碼特別狀（zhuàng）態的能力。為了保持這（zhè）些相位信息，研究人員培育出了高（gāo）純度的砷化（huà）镓晶體，並使用了德（dé）國波鴻魯爾大學物理學教授安（ān）德裏（lǐ）亞斯（sī）?維克在20年前提出的雙通道（dào）法。

      一個電子能（néng）通過雙通道到達（dá）分叉處，而隧道耦合可使電（diàn）子能同時飛躍兩種不同的路徑，電子波的相位也將通過（guò）耦合保持下來。同（tóng）樣（yàng），研究團隊在電子波於分叉末端重新聚合時也使用雙通道。借助這種方法（fǎ），他們能夠生產出具有明確狀態且適合信息編碼（mǎ）的量子比（bǐ）特。研究人員表示（shì），並非所有的電子都會參與這一過程，目前參與的電子仍是一（yī）小部分，但他們（men）已（yǐ）經開始嚐試使用具有更高電子密度（dù）的晶體，以提升電子的參（cān）與率。