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英国首次成功在微芯片上生成操控量子纠缠

2011-12-13 14:14
kumsing
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  据美国物理学家组织网近日报道,英国布里斯托大学的研究人员首次表明,可以完全基于微小的硅芯片,生成、操控和测量量子纠缠现象,并将其用于塑造量子电路。相关研究结果发表在近期出版的《自然·光子学》杂志上。

     量子纠缠是制造量子计算机的基础资源,为构建量子计算机,控制粒子纠缠和混合等复杂过程必须在微芯片上完成,而为了大规模复制出大量微型电路,必须找到与现有计算机大致相同的制造方式。英国量子光子学中心的杰里米·奥布莱恩教授谈道:“新研究已经实现这点,这可被认为是向光学量子计算迈进的一大步。”
 
     研究人员基于微芯片进行了多次实验,每个实验通常都会在大小为3—70毫米的光学实验台上进行。量子光子学芯片内含波导电路和压控移相器,还包括一个微型通道的网络,能够引导、操作光子,并与其互动。光子对将通过光纤与芯片耦合,科研人员利用8个嵌入电路中的可重构电极,对光子对进行操纵,并使其在通过电路时发生纠缠,生成两个光子的纠缠状态,或是任何一个光子的混合状态。
 
     论文的主要作者彼得·夏伯特表示:“如果量子计算机只能执行单一的特定任务,那并不理想。我们希望重构的装置能够执行更多任务,而多用途光子芯片正是我们现在所呈现的。新设备比之前实验中所采用的技术要复杂10倍左右。令我们兴奋的是,可以利用单个可重构芯片的简单方式,进行多种不同的实验。”目前,研究人员正试图逐渐增加此装置的复杂性,并将其作为构建未来量子计算机的基石。
 
     帝国理工学院的特里·鲁道夫博士表示,这一成果可谓是一项重大进展。科研团队可以在数秒间实现业界过去需要耗费几个月才能进行的实验。“能够在芯片上产生、操控和测量量子纠缠是了不起的成就,这不仅因为它是导向光学量子计算等多种能够改变我们生活的量子技术的关键步骤,也赋予了我们更多的机会去探索那些怪异的量子现象,并为制造可编程的量子处理器铺平了道路。”
 

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