據(jù)英國《自然》雜志近日發(fā)表的兩篇量子信息研究論文，歐洲與美國的科學家分別報告了基于自旋的固態(tài)量子計算平臺的新進展：一種可編程的二量子比特處理器，可執(zhí)行兩種不同的量子算法;以及單電子自旋與單光子的強耦合，讓單獨的量子比特可以相互作用。

近一段時間，基于自旋的量子計算系統(tǒng)的潛在單個組件，已經(jīng)取得了長足的進步。而此次，荷蘭代爾夫特理工大學研究人員托馬斯·沃森及其同事則更進一步，他們制造出了一個二量子比特裝置，它經(jīng)過編程可以執(zhí)行兩種不同的量子算法：多伊奇-喬茲薩(Deutsch-Jozsa)算法和格羅弗(Grover)量子搜索算法。其中，前者是一個測試問題，使用量子方法比使用經(jīng)典方法更容易解決，或者也可以把Deutsch-Jozsa算法當成一種簡單的決策程序，可用于量子計算機中的快速運算;而后者則可用于數(shù)據(jù)庫搜索。

基于半導體自旋量子比特構建量子計算機的一個優(yōu)點是，它們的壽命比超導自旋量子比特長，缺點是它們的相互作用較弱，難以耦合，而耦合是量子處理器運行所必需的。現(xiàn)有的耦合方法，如交換耦合和偶極—偶極相互作用，在本質上是相對局域的耦合。若要將相距遙遠的量子比特連接起來，則需要有一個“中間人”，如微波光子。

在同時發(fā)表的第二項研究中，美國普林斯頓大學研究人員杰森·皮塔與同事表明，被囚禁在微波腔內(nèi)的光子，可以與被困在硅雙量子點內(nèi)的電子自旋強耦合。這種設置使“自旋—光子耦合”速率足以確保這兩種組件形成相干界面，也就是說，這項成果為制造規(guī)模更大、應用更靈活的基于自旋的處理器鋪平了道路。

(新媒體責編：wb001)