新翻轉型量子位元 結合傳統電信號與量子物理

編譯／高晟鈞

雪梨新南威爾士大學，由Andrea Morello教授領導的團隊剛剛展示了一種新型翻轉型量子位元，它像普通的電腦晶片一樣，結合了量子特性和易於控制的電信號特性。

理論上，在處理較為複雜的運算時，量子電腦的應該有超越傳統電腦的計算能力，但量子位元十分難以控制，容易被環境中的熱或其他因素所破壞，局限了其發展性。除此之外，大部分量子位元還需要在精確的磁場下才可以運作；目前的傳統量子位元技術，各量子間只能相隔15奈米，超過了量子糾纏便會失效。而翻轉型量子位元可以很好地突破這項限制。

在翻轉型量子位元中，資料以原子核及電子總和的自旋狀態儲存。你可以想像，原子核與電子的關係就像地球與月亮一樣，但兩者的自旋方向相反；也就像我們平時用於電腦計算機語言的0與1，只是在量子領域中，0與1是可以相互糾纏，同時存在的。

最重要的是，翻轉型量子位元中的電子位移是通過像小金屬電極施加電壓，而非像傳統量子位元技術中使用震盪磁場照射晶片來獲得。這種方法更像於傳統的電信號類型晶片，就像平時的智慧型手機一樣。

另外，翻轉型量子位元突破了傳統的電子距離限制，彼此位元間可以相距超過200奈米，並仍保持糾纏狀態，是快速和高保真量子操作的最佳距離。而這將可能是一改變遊戲規則發的發展，200奈米的距離，已經足夠允許在各量子位中插入各種控制和讀取設備，使處理器的連接和操作更為容易。

資料來源:Phys.org

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