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塔拉哈西,佛罗里达州。- MagLab的科学家们已经展示了一种通过减少来自环境的干扰来提高强大但挑剔的量子计算机构建模块(称为量子比特或量子位)性能的方法。
今天发表在著名杂志上自然在美国，物理学家和化学家之间的这种跨学科合作可能会加速量子计算机的发展。
量子计算机是现代应用物理学的圣杯之一。今天的计算机依靠晶体管来处理二进制0或1形式的信息“位”，相比之下，量子计算机有望以指数级的速度执行某些计算任务。它们的能力可能会让现在的机器相形见绌，对密码学、计算化学和其他领域产生巨大影响。
如此惊人的壮举只有在原子和亚原子粒子的“量子”世界中才有可能实现，在那里，支配事物行为的物理规则与我们生活的“经典”世界截然不同。但是使量子计算机可行的量子现象也是它们极具挑战性的原因。
这是一个由物理学家Dorsa Komijani和MagLab主任Stephen Hill组成的科学家团队提出的悖论电子磁共振设备多年来，美国一直在进行攻击。虽然他们还没有完全打破这个僵局，但他们已经打开了一个重要的裂缝。
要理解它们的裂缝，首先要了解一些量子力学的基础知识。
虽然量子比特可以有许多不同的形式，但MagLab团队使用的是精心设计的氧化钨分子，其中含有单一的磁性钬离子。与每个钬离子相关的磁电子围绕分子轴顺时针或逆时针循环。这些所谓的自旋状态类似于你可能正在阅读这篇文章的计算机上的“0”和“1”。但因为我们是在量子世界，所以有一个好处:量子比特可以同时处于0和1两种状态
磁性量子比特也可以利用它们的磁场在相对较大的距离上相互作用，这种现象被称为纠缠。在一个有用的量子计算机中，大量纠缠的量子位可以完美地协调工作。不幸的是，现实世界充满了磁干扰(物理学家称之为“噪声”)，它们也可能与量子位纠缠在一起，干扰计算。这就像当你试图在头脑中做复杂的算术时被打断，不得不重新开始。这种分解被称为“退相干”。
在自然论文中，MagLab团队描述了一种显著降低磁分子退相干的新方法。
事实证明，化学家可以组装具有特殊自旋状态的分子，当置于磁场中时，这些分子不受磁场干扰，类似于降噪耳机让你可以高保真地听你最喜欢的音乐。这个允许量子位相互作用而不受干扰的最佳点被称为原子钟跃迁(ACT)。原子钟依靠同样的量子物理原理来保持准确。
MagLab团队能够让钬量子比特连续工作8.4微秒，这足以让它执行有用的计算任务。
科米贾尼说:“我知道8.4微秒看起来没什么大不了的。“但在分子磁铁中，这是一件大事，因为它非常非常长。但重要的不是相干时间长;这是我们用来获得一致性时间的方法。”
现在MagLab团队已经证明，ACTs可以作为一种机制来使量子计算机工作，现在需要化学家调整更多的分子，以便它们能够在合适的条件下为量子比特创造一个相干甜点。
科米贾尼说:“这就是为什么这很重要。“我们说，‘看，我们在分子磁铁中发现了这种能力。现在你们这些化学家，去制造具有这种能力的东西，这样我们就可以找到原子钟的转变。’”
的自然论文是一个更大的研究工作的一部分，预计将产生更多的出版物。
“我们只是贡献了非常非常少的研究，”科米贾尼说。“但这很重要，因为这意味着你可以通过改变量子比特所在的磁场，从相干性非常低的地方移动到甜蜜点，在那里它非常高。”
的其他贡献者自然论文作者是Muhandis Shiddiq，他是德国多特蒙德技术大学的物理学博士后，也是MagLab的前研究生，是这项研究的联合第一作者(与Komijani);以及来自西班牙瓦伦西亚分子科学研究所的化学家段彦、Alejandro Gaita-Ariño和Eugenio Coronado。
克里斯汀·科因的故事。
爱游戏体爱游戏提现客服育是什么美国国家强磁场实验室是世界上最大、功率最高的磁体设备。位于佛罗里达州立大学、佛罗里达大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的跨学科国家磁实验室吸引了来自世界各地的科学家在强磁场中进行基础研究，促进了我们对材料、能源和生命爱游戏提现客服的理解。该实验室由美国国家科学基金会(DMR-115749爱游戏提现客服0)和佛罗里达州资助。欲了解更多信息，请访问我们的网站爱游戏提现客服www.familiaclick.com或者在NationalMagLab的Facebook、Twitter、Instagram和Pinterest上关注我们。爱游戏提现客服