量子計(jì)算新進(jìn)展：研究人員利用超導(dǎo)體光陷阱 在芯片上捕獲并釋放了光子

加州大學(xué)圣巴拉拉分校的物理學(xué)教授John Martinis和及其前博士后研究員Yi Yin(現(xiàn)為浙江大學(xué)的教授)，剛剛在物理學(xué)雜志《Phys》上發(fā)表了他們的研究成果。Rev. Letters詳細(xì)介紹了其團(tuán)隊(duì)是如何使用微型超導(dǎo)結(jié)構(gòu)，有選擇地捕獲和釋放光子的。Yin女士評(píng)注道，"作為實(shí)現(xiàn)可控的量子設(shè)備的關(guān)鍵一步，我們已經(jīng)在操縱光子的超導(dǎo)芯片的開(kāi)發(fā)上達(dá)到了前所未有的高度"。


超低溫芯片取得了量子計(jì)算的重要進(jìn)展
"在實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)加入一個(gè)超導(dǎo)開(kāi)關(guān)，在一個(gè)超導(dǎo)腔(cavity)里捕捉并釋放了光子(photons)。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的通與斷，我們能夠在密閉腔與可以傳輸光子的道路之間，開(kāi)啟和關(guān)上'這扇門'。開(kāi)/關(guān)的速度要足夠快，且要優(yōu)于光子在密閉腔里的壽命"。該研究使用了一個(gè)"雙原子構(gòu)造"(two-atom construct)的"qubit"(量子比特)，在"法布里-珀羅腔"(Fabry-Perot Cavity)里存儲(chǔ)光子的狀態(tài)信息。該團(tuán)隊(duì)使用一面"調(diào)光鏡"作為一個(gè)快門，以控制釋放的光子的波形。
該團(tuán)隊(duì)的結(jié)果令人印象深刻，但要達(dá)到這一點(diǎn)，卻有一些比較重大的技術(shù)障礙——約1平方英寸的芯片，必須被冷卻至零下273.12℃ (或約高出2/100的開(kāi)爾文絕對(duì)零度)。下一步是調(diào)整設(shè)備，以使其能夠在兩腔之間傳輸受控狀態(tài)的光子。這也是走向量子存儲(chǔ)器或基于腔(a cavity-based)的量子計(jì)算設(shè)備的關(guān)鍵一步。