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物理学家发现了一种在不纯钻石中存储量子信息的新方法

了解在钻石晶体中存储量子信息,利用氮原子实现稳定数据存储,如何彻底改变计算领域。

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物理学家们找到了一种在钻石晶体中原子量子态中存储信息的新方法。科学家们将钻石中单个氮原子的自旋(在珠宝柜台里是杂质,但在物理实验室里却是福音)与附近电子的自旋联系起来。他们可以形成氮原子自旋与附近电子自旋之间的量子连接,让电子比单独旋转时更稳定地存储信息。怎么做到的:

最新消息

  • 当氮原子位于钻石碳框架中的空缺旁边时,它会释放出一个额外的电子,使该电子可以自由地进行量子操作。

  • 通过他们称之为“强微波场”[PDF],物理学家们能够将氮原子的自旋与相邻电子联系起来,这种配对是由磁场引发的。

背景是什么?

  • 科学家们已经研究了钻石——不含氮杂质的钻石——作为量子计算材料已有数年,部分原因是它可以在室温下存储量子存储器,而其他一些材料则需要远低于冰点的温度。

  • 甚至有人提出了钻石超级计算机的想法,它将存储比当今机器多百万倍的数据。

  • 量子计算的一个难点是让信息持续足够长的时间以供使用。在最近的研究中,核自旋保持相干超过一毫秒——足以让一台十皮浮点运算的超级计算机执行一万万亿次运算。

别太乐观

  • 现在别开始在你的硬盘里寻找石头了;基于钻石的量子计算还有很长的路要走。

参考文献:“钻石中单自旋的量子控制和纳米级放置”。David D. Awschalom,邀请报告,2011年美国物理学会三月会议

图片:Flickr / Swamibu

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