利用超晶格可推动量子计算的发展
在一项有助于量子计算的研究中,研究人员表明嵌入纳米点的超晶格可能不会向环境中耗散能量。世界各地的科学家们正在为量子计算机开发新的硬件,这种新型设备可以加速药物设计、金融建模和天气预测。这些计算机依赖于量子比特(qubits),即可以同时代表 1 和 0 的某种组合的物质比特。 问题是,量子比特是变化无常的,当与周围物质相互作用时,会退化成普通比特。但麻省理工学院的新研究提出了一种保护其状态的方法,使用一种叫做多体定位(MBL)的现象。 MBL 是几十年前提出的物质的一个特殊阶段,它与固体或液体不同。通常情况下,物质会与它的环境达到热平衡。这就是为什么汤会冷却,冰块会融化。但在 MBL 中,由许多强相互作用的物体组成,如原子,永远不会达到这种平衡。 热,像声音一样,由集体的原子振动组成,可以以波的形式传播;一个物体内部总是有这样的热波。但是当它的原子排列方式有足够的无序和足够的相互作用时,这些波就会被困住,从而使物体无法达到平衡。 MBL已经在"光学晶格"中得到了证明,即在非常低的温度下用激光固定的原子排列。但这种设置是不切实际的。MBL也可以说是在固体系统中展示的,但只是在非常缓慢的时间动态中,在这种情况下,相的存在很难被证明,因为如果研究人员能够等待足够长的时间,就可能达到平衡。麻省理工学院的研究在一个由半导体构成的“solid-state”系统中发现了 MLB 的迹象,该系统在被观察的时间内就会达到平衡状态。 |