尼新南威爾士大學(xué)的量子計算機(jī)研究再創(chuàng)突破！

2018年度杰出澳大利亞人得主、我們的量子物理學(xué)家、卓越教授米歇爾·西蒙斯（Michelle Simmons）及其團(tuán)隊剛剛突破又一關(guān)鍵性技術(shù)難關(guān)，成功研發(fā)出一種精巧傳感器，能夠讀取單原子的電子中所存儲的信息。

這一突破讓人類離規(guī)?；杌孔佑嬎銠C(jī)更近一步！

這項研究在以新南威爾士大學(xué)為大本營的澳大利亞研究理事會量子計算與通訊技術(shù)卓越研究中心（CQC2T）進(jìn)行。

研究成果已發(fā)表在國際物理學(xué)期刊《物理評論X》（PRX）上。

我們的博士生普拉薩納·帕基安（Prasanna Pakkiam）是主要作者。

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據(jù)了解，由半導(dǎo)體中單原子的電子創(chuàng)建的量子比特具有長期穩(wěn)定性，因此是實現(xiàn)規(guī)?；孔佑嬎銠C(jī)的“希望之光”。

米教授的團(tuán)隊所使用的方法是通過精確定位并封裝硅片中的單個磷原子來創(chuàng)建量子比特。這一方法為澳大利亞獨(dú)創(chuàng)，領(lǐng)先全球。

然而，添加所有構(gòu)建規(guī)?；自咏Y(jié)構(gòu)所需要的導(dǎo)線和邏輯門是個不小的難題——直到我們剛剛介紹過的這個科研突破的出現(xiàn)。

米教授說，哪怕是只監(jiān)控一個量子比特，都得在單原子周圍建造起多個導(dǎo)線和邏輯門，而且空間有限。此外，還需要讓優(yōu)質(zhì)的量子比特靠近彼此，這樣他們才能“互相溝通”，而要實現(xiàn)這一點(diǎn)，在它們周圍的門結(jié)構(gòu)越少越好。

與其他打造量子計算機(jī)的方法相比，米教授團(tuán)隊的這套系統(tǒng)里的門密度已經(jīng)相對較低了。然而，如果使用傳統(tǒng)方法，每個量子比特仍需要至少四個邏輯門：一個用來控制它，另外三個用來讀取。

通過把讀取傳感器和其中一個控制門合二為一，我們的科研團(tuán)隊成功地將邏輯門數(shù)量減少至兩個：一個用來控制，另外一個用來讀取。

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博士生普拉薩納說，“我們的系統(tǒng)不僅更加精巧，而且，通過整合與邏輯門相連的超導(dǎo)電路，我們現(xiàn)在能夠通過測量一個電子是否在鄰近的兩個原子之間移動來測定量子比特的量子態(tài)?！?/p>

“我們也已經(jīng)證明，我們可以實時測量，而且只需一次，不用重復(fù)實驗來獲取平均值。”

米教授也表示，這是我們在讀取量子比特里的信息方面所取得的重大進(jìn)展。

研究結(jié)果證實，使用單一邏輯門讀取量子比特現(xiàn)在已達(dá)到所需敏感度，能夠進(jìn)行必要的量子糾錯，從而為打造規(guī)?；孔佑嬎銠C(jī)掃除了又一障礙。

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去年8月，澳大利亞第一家量子計算公司——硅量子計算有限公司（SQC）宣布成立，落戶新南威爾士大學(xué)。

旨在將我們世界領(lǐng)先的量子計算技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并商業(yè)化，且計劃在2022年之前完成10量子比特的硅集成電路原型，作為硅量子計算機(jī)的雛形。

我們相信，量子計算機(jī)將對全球經(jīng)濟(jì)帶來巨大影響，有望應(yīng)用于軟件設(shè)計、物流規(guī)劃、金融分析、氣候建模、藥物快速設(shè)計及測試、疾病早期檢測及預(yù)防等領(lǐng)域。

新南威爾士大學(xué)是與諸多世界知名學(xué)府比肩的名校，是澳大利亞八大名校集團(tuán)的創(chuàng)始成員之一，是環(huán)太平洋大學(xué)聯(lián)盟（APRU）、全球科技大學(xué)聯(lián)盟（GlobalTech）以及Universitas 21這三個國際著名研究型大學(xué)聯(lián)盟組織的成員。

在最新的QS世界大學(xué)排名中，新南威爾士大學(xué)名列全球第45位；畢業(yè)生雇主滿意度排名第26。

【微語】天下信，皆可為信則立，善為之留學(xué)有信，出國有為。