固态量子计算平台获新进展

据英国《自然》杂志最近发表的两篇关于量子信息的研究论文，欧洲和美国的科学家分别报道了基于自旋的固态量子计算平台的新发展:一种可编程的双量子位处理器，可以执行两种不同的量子算法；除了单电子自旋和单光子之间的强耦合外，单个量子位也可以相互作用。

最近，基于自旋的量子计算系统的潜在个体组件已经取得了巨大的进展。这一次，荷兰代尔夫特科技大学的研究员托马斯·沃森和他的同事走得更远。他们创造了一个双量子位设备，该设备被编程来执行两种不同的量子算法:多伊奇-乔萨zsa算法和格罗弗量子搜索算法。其中，前者是一个测试问题，用量子方法比用经典方法更容易解决，或者Deutsch-Jozsa算法可以看作是一个简单的决策程序，可以用于量子计算机的快速计算。后者可用于数据库搜索。

基于半导体自旋量子位构建量子计算机的优势之一是它们的寿命比超导自旋量子位的寿命长。缺点是它们的相互作用很弱并且很难耦合，这对量子处理器的操作是必要的。现有的耦合方法，如交换耦合和偶极-偶极相互作用，本质上是相对局部耦合。为了连接遥远的量子位，需要一个“中间人”，例如微波光子。

在同一时间发表的第二项研究中，普林斯顿大学的研究员杰森·皮塔和他的同事们表明，微波腔中捕获的光子可以与硅双量子点中捕获的电子自旋强耦合。这种布置使得“自旋光子耦合”速率足以确保两个组件形成一致的界面，也就是说，这一成就为制造更大和更灵活的基于自旋的处理器铺平了道路。

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