通过原子系统动力学实现有限状态逻辑机
继摩尔预测成功之后,半导体计算材料的小型化正逼近极限。这促使研究人员探索各种替代计算范式,例如量子计算、3D晶体管、分子逻辑和连续逻辑。在此背景下,该团队提出了一种新颖方法,利用两能级原子的动力学来执行经典布尔逻辑运算。与传统组合逻辑电路(输出仅取决于输入)不同,该研究提出了一种类似有限状态机的计算模型,其输出同时受输入和系统初始状态的影响。所提出的机制利用两能级量子态的动力学,并将信息编码为可观测量。研究人员利用 Liouville 方程分析了这些可观测量,即密度矩阵的布居(对角元)和相干(非对角元)元素。在 Liouville 空间中选择可观测量,使得该工作能够编码更多变量。尽管环境噪声可能导致部分编码信息丢失,但在信息消散之前仍可执行快速计算。此外,逻辑运算可以并行读取,从而实现复杂计算。该系统还可扩展至 N 能级构型。

