英國(guó)研究人員在新一期《自然》雜志上報(bào)告說(shuō),他們找到了一種讓單個(gè)電子在兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)的方法,就像在打電子“乒乓球”。這一進(jìn)展可能成為研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的重要一步。
通常情況下,電線傳導(dǎo)電流時(shí)單個(gè)電子在其中并不是直線往前移動(dòng),而是在一大群電子中擠來(lái)碰去,曲折前行。這種情況下,其攜帶的量子信息可能會(huì)丟失。打個(gè)比方說(shuō),就好似在一個(gè)聚會(huì)中,如果要從房間這頭走到那頭,中間可能要繞過(guò)不少人,還可能被熟人拉住打招呼,而不大可能徑直走過(guò)去。最終你很可能到了房間那頭,卻忘了自己本來(lái)想找誰(shuí)說(shuō)什么。
怎樣保護(hù)電子攜帶的信息不丟失呢?仍使用聚會(huì)的例子,你可能會(huì)想到建立一條特殊通道,比如從人群頭頂上直接“飄”過(guò)去。英國(guó)劍橋大學(xué)研究人員這次就為電子找到了一個(gè)“飄”過(guò)去的辦法。
研究人員在砷化鎵材料中構(gòu)建兩個(gè)量子點(diǎn),兩點(diǎn)之間建立起一個(gè)高能通道,電子在其中運(yùn)動(dòng),就相當(dāng)于“飄”過(guò)了其他電子,然后研究人員成功地把單個(gè)電子通過(guò)高能通道從一個(gè)量子點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)量子點(diǎn),接著再把這個(gè)電子拍回來(lái)。如此往復(fù)約60個(gè)回合,沒(méi)有失誤。
領(lǐng)導(dǎo)研究的克里斯·福特說(shuō),以這種方式運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子較少受干擾,有利于保持其上所攜帶的量子信息,在量子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中,可以用這種方式來(lái)構(gòu)建處理器和存儲(chǔ)器等部件之間的通信線路。
相關(guān)閱讀