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量子信息存储新方法,只需拨动纳米“琴弦”

2023-12-26 17:23:48 综合报道 阅读:
这种弦由陶瓷和半导体材料制成,每根弦通常长30-50μm,宽不到100nm,需要在洁净室中进行生产,依靠电子束光刻技术在硅片上一层一层地制造···

近日,慕尼黑工业大学的研究团队为量子计算技术开发了一种新的组件,不同于常规量子系统仅由基本粒子、原子或是分子组成,这种新型器件由极细的弦组成,包含大约十亿个原子,利用类似于拨动吉他弦振动的原理,可以在“庞大”的规模下呈现出量子力学系统的性质。DRzednc

据介绍,这种弦由陶瓷和半导体材料制成,每根弦通常长30-50μm,宽不到100nm,需要在洁净室中进行生产,依靠电子束光刻技术在硅片上一层一层地制造,并且所有测试过程都需要在真空室中进行,因为这种纳米弦不能与空气接触,空气分子会使弦受潮。DRzednc

DRzednc

在真空室中的测量DRzednc

研究人员使用激光、电场甚至声波来“拨动”纳米弦,检测产生的信号,并用数学或物理的方法总结描述这些系统。经过对多种原型的不断改进,该研究团队的纳米弦已经表现出了非凡的特性:一些纳米弦能以相同的频率振动几毫秒。听起来可能不多,但对于如此微小的物体来说,这已经是一段漫长的时间了,如果将其代换到宏观世界,相当于普通的吉他弦以相同的音调振动大约一个小时。依靠此类系统独特的性质,其可应用于量子力学信息的临时存储,例如将量子位存储在量子计算机中。DRzednc

DRzednc

控制纳米弦的集成平台DRzednc

除此之外,由于纳米弦向周围环境发射的能量极少,因此该系统可以在室温下稳定运行。话虽如此,但是与环境的相互作用还是会影响到弦的量子态,使其对所有类型的外部干扰都特别敏感,因此这种纳米弦也可用作特定相互作用的量子探测器或量子传感器,用于检测微小的磁场和力。DRzednc

责编:Ricardo
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