加拿大科學(xué)家利用激光開(kāi)發(fā)出目前已知最強大的方法來(lái)控制由化學(xué)元素鋇制成的單個(gè)量子比特?？煽康乜刂屏孔颖忍氐哪芰?，是實(shí)現未來(lái)功能型量子計算機的重要基礎。

綠色激光的能量適于操縱鋇離子能態(tài)。

圖片來(lái)源：滑鐵盧大學(xué)

　　滑鐵盧大學(xué)量子計算研究所(IQC)此次使用小型玻璃波導去分離激光束并將它們聚焦到4微米，這大約是人類(lèi)發(fā)絲寬度的4%。每個(gè)聚焦的激光束在其目標量子比特上的精度和程度都可并行控制，這是以前研究完全無(wú)法做到的。

　　新設計將串擾量(落在相鄰離子上的光量)限制在非常小的相對強度上，研究人員稱(chēng)，這意味著(zhù)它們可在不影響其“鄰居”的情況下與任何離子“交談”，同時(shí)，研究人員還可擁有最大程度地控制每個(gè)離子的能力，這是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界迄今出現的最為靈活的離子量子比特控制系統。

　　研究人員此次以鋇離子為目標，鋇離子在俘獲離子量子計算領(lǐng)域越來(lái)越受歡迎，其具有方便操作的能量態(tài)，可用作量子比特的零能級和一能級，并用可見(jiàn)綠光進(jìn)行操作。此前對其他原子進(jìn)行相同操作時(shí)，往往需要更高能量紫外線(xiàn)，而現在研究人員不再受此局限，一些不適用于紫外線(xiàn)波長(cháng)的商用光學(xué)技術(shù)也可使用了。

　　這種新波導芯片將單個(gè)激光束分成16個(gè)不同的光通道，然后將每個(gè)通道引導到單獨的基于光纖的調制器中，調制器獨立地提供對每個(gè)激光束的強度、頻率和相位的敏捷控制，再使用一系列類(lèi)似于望遠鏡的光學(xué)透鏡，將激光束聚焦到其小間距。最終，相機傳感器能精確測量并確認每個(gè)激光束的焦點(diǎn)。

　　這種強大的控制方法兼具了簡(jiǎn)單與精確，顯示出操縱離子編碼和處理量子數據以及在量子模擬和計算中實(shí)施的前景。

距地120光年系外行星或存...

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