月度归档:2014年09月

半导体所等在量子比特退相干研究中获得新发现

在中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室李树深院士的研究组中,博士生马稳龙与香港中文大学刘仁保教授、北京计算科学中心赵楠研究员合作,在Si:P系统量子比特的退相干研究方面取得了新的理论发现,并被英国伦敦大学John J.L. Morton教授的实验组所证实,理论和实验的工作一起发表在Nature子刊系列《自然·通讯》上。

  与经典计算机中的比特对应,量子比特是存储量子信息的基本单位。量子计算机的核心是利用量子力学中的相干性,而量子比特与环境耦合导致的退相干是实现量子计算的主要阻碍之一。但是,近些年的研究发现,量子比特的退相干过程包含了环境中的重要信息,因此可以作为一种探测环境性质的有效手段,例如利用自旋比特退相干去探测单个核自旋以及多体系统的相变过程等。

  在基于自旋量子计算中,利用Si中的杂质电子自旋作为量子比特有很多独特的优势,包括与传统半导体工艺兼容和较长的量子比特相干时间等。Si中的P杂质(Si:P)是被广泛研究的一种体系。在低温Si:P系统中,自旋退相干主要是由P电子自旋与29Si核自旋之间的耦合引起的。动力学解耦是抑制自旋退相干的一个有效手段,它主要是通过一系列在特定时间点电子自旋施加的翻转脉冲来有效地抑制自旋比特与环境的耦合。

  在对Si:P系统的P电子自旋退相干研究中,李树深的研究组和合作者们发现,通过调整动力学解耦脉冲数量的奇偶性,可以分别探测到29Si核自旋之间不同的多体关联。当动力学解耦的脉冲数量为奇数时,自旋退相干主要是由核自旋之间的二阶关联(两体作用)引起的;而当动力学解耦的脉冲数量为偶数时,自旋退相干主要是核自旋之间的四阶关联(三体关联和四体关联)引起的。

  这一发现不仅是自旋退相干理论研究的一个突破进展,而且为探测纳米尺度环境中的多体过程提供了一种可能方案,并可能在鉴定分子结构和固体缺陷性质方面获得重要的应用。

  该工作得到了科技部国家重大科学研究计划、国家自然科学基金委的支持。(半导体研究所)

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  (a)利用P杂质电子自旋退相干来探测29Si核自旋之间的多体关联(b)核自旋的二阶关联和四阶关联的费曼

谷歌/微软共争量子计算机新领域:谁更强大?

OFweek电子工程网讯:谷歌周三宣布了一项量子计算机研发计划,以保持在计算技术方面的领先地位。这项计划旨在研制出基于量子力学原理、具有超高速计算能力的计算机处理器。通过这项技术,谷歌将能够在其产品设计中运用更多人工智能,以加快其产品的服务速度。

  这项计划将由谷歌的量子人工智能(Quantum Artificial Intelligence)研究小组来实施。谷歌在博客中透露,美国加州大学圣巴巴拉分校的一个研究小组也加入了这项计划。

  谷歌去年的研发开支达到80亿美元。为了在互联网搜索和在线广告等市场保持领先地位,谷歌目前正在开发一些新的计算机技术。在科技行业中的一些人看来,量子技术是计算机进行海量数据分析的一种革命性方式。这种新技术对谷歌的主要业务尤其有帮助,对它的新项目如联网设备和联网汽车也是有用的。

谷歌/微软共争量子计算机新领域:谁更强大?

  “在一个硬件研发团队的协助下,量子人工智能研究小组现在能够落实新的设计并测试新的产品。”谷歌在博客中写道。

  在整理和分析海量数据方面,量子计算机将具有比传统计算机更快的解决速度。谷歌量子人工智能小组成员马苏德莫森(Masoud Mohseni)曾经与人合作撰写过具有领先学术水平的量子技术论文。谷歌也一直被视为这一新技术革命的领导力量之一。

  此外,谷歌的竞争对手微软也在进军这个新领域,并建立了一个名为“量子架构和计算(Quantum Architectures and Computation Group)”的研究小组。

谷歌推出量子计算机研制计划

谷歌周三宣布了一项量子计算机研发计划,以保持在计算技术方面的领先地位。这项计划旨在研制出基于量子力学原理、具有超高速计算能力的计算机处理器。通过这项技术,谷歌将能够在其产品设计中运用更多人工智能,以加快其产品的服务速度。
酷科技:谷歌推出量子计算机研制计划
这项计划将由谷歌的量子人工智能(Quantum Artificial Intelligence)研究小组来实施。谷歌在博客中透露,美国加州大学圣巴巴拉分校的一个研究小组也加入了这项计划。
谷歌去年的研发开支达到80亿美元。为了在互联网搜索和在线广告等市场保持领先地位,谷歌目前正在开发一些新的计算机技术。在科技行业中的一些人看来,量子技术是计算机进行海量数据分析的一种革命性方式。这种新技术对谷歌的主要业务尤其有帮助,对它的新项目——如联网设备和联网汽车——也是有用的。
“在一个硬件研发团队的协助下,量子人工智能研究小组现在能够落实新的设计并测试新的产品。”谷歌在博客中写道。
在整理和分析海量数据方面,量子计算机将具有比传统计算机更快的解决速度。谷歌量子人工智能小组成员马苏德•莫森(Masoud Mohseni)曾经与人合作撰写过具有领先学术水平的量子技术论文。谷歌也一直被视为这一新技术革命的领导力量之一。
此外,谷歌的竞争对手微软也在进军这个新领域,并建立了一个名为“量子架构和计算(Quantum Architectures and Computation Group)”的研究小组。

量子计算机内存有可能用石墨烯鼓做

荷兰代尔夫特理工大学的科学家发现用石墨烯薄片制成的“鼓面”,能够在光的作用下发生振动,根据这一原理能够检测到非常微小的位置和力度的变化,未来有望据此用石墨烯制造出具备超高灵敏度的传感器设备和量子计算机内存芯片。相关论文发表在近日出版的《自然·纳米技术》杂志上。
  石墨烯以其独特的机械和电气性能闻名于世,而最近荷兰的科学家们发现,这种神奇材料还具有一种独特功能。由于单层石墨烯只有一个原子厚,质量极低,因此研究人员设想能否用其制造出一面能够感受到微小振动的“鼓”。这面鼓的鼓面由石墨烯制成,敲击它的鼓槌则是以微波频率发射的光。
  领导这项研究的荷兰代尔夫特理工大学的维伯·辛格博士和他的同事用石墨烯在一个光力学空腔中对这一设想进行了验证。他们发现,在光力学空腔中,他们能够通过观察光干涉现象产生的图案,检测出物体位置及其微小的变化,精度能够达到17飞米(原子直径的一万分之一)。
  物理学家组织网近日报道称,实验中的光不仅有利于检测到鼓的位置,同时也能够向鼓面施加压力。来自光的推力非常非常小,但足以推动质量极小的用石墨烯制成的鼓面,让其发生位移。这意味着科学家们可以用光敲击石墨烯制成的鼓。根据这一原理有望制造出具备超高灵敏度的传感器设备。
  此外,科学家也可以用它来制造内存,这些微波光子能够将光转化为机械振动,并将其存储长达10毫秒的时间。虽然对人类而言10毫秒极其短暂,但对目前的计算机芯片而言这已经不少了。辛格称,他们的一个远期目标是通过这种二维晶体鼓来研究量子运动。
  辛格说,如果敲击一个普通的鼓,鼓面只会发生上下振动。而如果敲击的对象是一个量子鼓,将不仅能够通过敲击让鼓面发生振动,还能使其形成一种量子叠加状态:鼓面将同时既在上面也在下面。这种奇怪的量子运动不仅具有科学相关性,还能够在量子记忆芯片上获得应用。在一台量子计算机中,量子比特同时既可以是0也可以是1,因此其运算速度远远超过目前传统的计算机。石墨烯制成的量子鼓就具备这种能力,它能够在用与普通RAM芯片相同的方式来存储数据的同时,接收和存储量子计算机的量子计算结果。(王小龙)