西湖大学外籍教授发现室温制备量子比特的新方法

技术研究 量科网 2021-05-10 09:28

目前很多技术体系的量子计算机都需要使用低温制冷机,这种设备是装有液氦或压缩氦气的容器,可以把内部的量子处理器冷却到-270℃左右的温度,以实现对量子比特的纠缠和叠加等量子操纵。超导量子计算机就需要这样的低温来维持超导现象,以实现想要的量子计算功能。

西湖大学首位外籍科学家阿列克谢·卡沃金(Alexey Kavokin)教授和他的同事从事极化子与量子计算相关的研究。他们最近的一项工作是发现了一种极化子纳米激光器的制作方法,它在室温下能以极化子的波色-爱因斯坦凝聚态进行工作,这让在室温条件下创建量子比特成为可能。

西湖大学外籍教授发现室温制备量子比特的新方法

这项研究吸引了来自维尔茨堡大学(德国)、加利福尼亚大学默塞德分校(美国)、西湖大学(中国)、亚利桑那州立大学(美国)、国立材料科学研究所(日本)和圣彼得堡大学(俄罗斯)的物理学家。

在这项新研究中,研究人员首次通过实验观察到世界上最薄的半导体——二硒化钼(MoSe2)的原子薄晶体如何形成玻色-爱因斯坦凝聚物。这种玻色子冷凝物包含有不计其数的“液体光”,其确切名称是极化子。这种电中性的液体光可以代替电子流过任何电子设备的微电路。这意味着这些粒子可以用来作为信息载体,用它制造的设备将能以接近光速去处理海量的数据信息流。

这种玻色-爱因斯坦冷凝物是在半导体微腔中获得,该微腔中包含有一层二硒化钼(MoSe2)的原子薄晶体。阿列克谢·卡沃金教授认为,这项研究可以导致产生一种新型的基于二维晶体的激光器,它可以创建出量子计算机所必须的量子比特。

当前,全球许多科技巨头的研究人员都在研究建造量子计算机,例如谷歌和IBM都在进行超导量子计算机的研发。量子计算机是根据量子世界运行规律来打造的一种最强大计算机,有着比经典计算机更高效解决许多问题的能力。阿列克谢·卡沃金教授的发现,为建造出室温可运行的量子计算机贡献了一种新方案。(编译:Qtech)