固态量子研究取得新进展

　　最近，位在美国和欧洲的实验室，都分别宣布了在应用固态材料储存自旋量子态方面的研究进展，而这一直是在量子运算中使用自旋电子学的关键障碍。

　　许多研究人员认为，自旋电子学是发展未来采用量子运算的计算机芯片时，最具潜力的方法，但迄今仍缺乏可靠的固态材料。而不幸的是，截至目前为止，最成功的实验仍然是使用超冷气体来储存量子自旋态。然而，全球半导体研究实验室的目标，都是希望能使用传统的固态材料。

　　纽约市立大学（City College of New York， CCNY）和加州大学伯克莱分校（University of California-Berkeley， UCB）的研究人员，已成功地使用雷射光来对砷化镓芯片上原子核的自旋态进行编码。透过使用一种可经由扫描雷射来定义砷化镓芯片上自旋态的威廉希尔官方网站 ，研究人员声称他们已经能为量子运算设定初始条件，而且能在运算完成后即快速地重新配置。

　　研究人员表示，这种威廉希尔官方网站 相当于软性微影（soft lithography）威廉希尔官方网站 ，因为它能动态地重配置每一个量子运算。这个研究团队包含了 UC Berkeley 教授Jeffrey Reimer，以及CCNY教授Carlos Meriles，其他成员还包括UC Berkeley的博士候选人Jonathan King，以及CCNY的Yunpu Li。

　　这种可擦写的量子计算机是运用雷射来对其自旋态编码，从而抑制了固态材料在运算期间内失去其磁化特性的倾向。为了在运算结束前都能确保量子自旋态的稳定，研究人员目前正在尝试使用推挽式结构以便设定雷射。

　　另外，目前能在固态材料中维持量子态的纪录保持者，最近也宣布已刷新了自己原先的记录──其编码的自旋态可历时超过三分钟。加拿大西蒙菲莎大学（Simon Fraser University）和英国牛津大学（Oxford University）的研究人员提出了比2008年的1.75秒纪录高出100倍的改良成果。由于他们的固态材料是采用传统的硅，因此，西蒙菲莎大学教授Mike Thewalt和牛津大学教授John Morton声称，未来，他们将能运用传统的CMOS制造威廉希尔官方网站 来制造量子计算机。

　　两个研究团队此次提出的最大突破，是能分别在砷化镓和硅芯片的原子核磁性自旋上编码量子态，而不是用传统在电子上对自旋态进行编码的方式。

　　编译： Joy Teng