華盛頓11月14日 一個國際研究小組14日在美國《科學》雜志上報告說,他們在室溫下成功維持嵌入硅片中一個磷原子核的量子疊加態長達39分鐘,創造新的最長時間紀錄。這一成果克服了研制超快量子計算機的一個關鍵障礙。
傳統計算機利用0和1存儲信息,但量子計算機則用粒子的量子疊加態存儲信息。這種量子疊加態被稱為“量子比特”,它是一種與人們通常生活經驗不一致的奇特狀態,處于該狀態中的粒子可同時出現在兩個不同的地方,一個量子比特既能夠是0或1,也能夠同時是0和1。這使得數據存儲量大幅增加,有助研制比傳統計算機功能強大許多的量子計算機。
來自英國、加拿大與德國的研究人員在零下269攝氏度的溫度下,向硅片中嵌入磷原子,利用外置的磁場使磷原子核進入疊加態。在這種狀態下,磷原子核就像小磁棒一樣沿上(代表0)、下(代表1)或同時上下兩個方向自旋。當溫度提高到25攝氏度時,磷原子核的這種疊加態保持了39分鐘。
參與研究的牛津大學的斯蒂芬妮·西蒙斯在一份聲明中說:“39分鐘看上去或許不是很長的時間,但理論上這段時間可以實施超過2000萬次(量子)計算。對任何量子計算機研制者來說,如此耐用、持久的量子比特都有較大幫助。”
此前,科學家在室溫下維持量子疊加態的最長時間只有2秒鐘左右。