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日本科學技術振興機構13日發表新聞公報說,國立信息學研究所科學家成功用光脈衝控制封閉在半導體納米構造內的電子的自旋狀態,這一成果為研制超高速量子計算機打下了基礎。
公報說,研制量子計算機必須掌握控制儲存量子信息的自旋狀態的技術。這種自旋控制技術必須具備三個要素,即自旋狀態初始化(消去舊信息)、設定自旋狀態(寫入新信息)和檢測自旋狀態(讀取信息)。
以往對電子自旋的控制一般采用電子自旋共振法,也就是用對應自旋基態和激發態之間能量差異的1吉赫茲至10吉赫茲的微波脈衝進行控制。這種方法控制自旋所需的時間為幾納秒至幾十納秒,時間過長,這也成為研制量子計算機的一大障礙。
國立信息學研究所教授山本喜久的研究小組用頻率萬倍於微波的光脈衝代替微波,成功在1皮秒至10皮秒(1皮秒等於千分之一納秒)的瞬間,實現對自旋的控制。
這項成果刊登在本月13日出版的英國《自然》雜志上。
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