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星之声设定望成真美造出性能达极致的量子放大器

发布时间:2020-03-23 16:54:28 阅读: 来源:球阀厂家

感谢匿名人士的投递新闻来源:科学网《星之声》是一部带有科幻性质的文学小电影,影片讲述了一男一女在银河两端靠短信保持联系的凄美故事。故事看起来不错,只是这个设定——用手机在荒芜宇宙 中通讯,始终成为硬科幻迷的诟病之处。不过现在得益于科学家的努力,这个空想有望成真了。

据美国物理学家组织网5月6日报导,来自美国的研究团队研制出一种量子计算机信号放大器,能够传输小到一个光量子所包括的微弱信号,而且产生的“噪声”非常少,几近到达了量子计算机的理想要求。相干研究发表在5月6日出版的《自然》杂志上。

量子计算机和手机一样,依托复杂的微波放大器来确保信息能够被精确地接收和还原。但是,所有的放大器都有天生的缺点,其中最大的缺点在于它们会随机产生噪声,这些噪声会让信号变得模糊。在量子物理学层面,海森堡不确定性原理表明,不管放大器做得多么好,少许的“噪声”都是不可避免的。

该研究团队的领导者之一、耶鲁大学应用物理学教授米歇尔·德沃雷表示,量子计算机如果要想取得其理论上具有的巨大潜力,需要新的放大器,其应能传输小到一个光量子(也称光子,是光线中携带能量的粒子)所包括的微弱信号。

德沃雷和耶鲁大学物理学和应用物理学教授、科学和技术学院代理院长史蒂文·格文领导的研究团队现已研制出了这类新的实用放大器,该放大器使用了在低温环境下工作的超导电路,产生的“噪声”很少,非常接近量子计算机要求的理想最小值。

2005年,史蒂文·格文和同事们经过12年的摸索以后,向外界展现了如何创建运行在量子位(qubits)上的量子计算机。这类量子计算机用微波代替了原来的激光来控制量子位,采取超导体“库珀盒”(Cooper box)来存储振荡的微波量子,它们可在不改变量子态的条件下实现读写。

而此次耶鲁大学研制的基于超导电路的量子计算机,则可传输对量子态的控制和丈量来讲都非常微弱的微波信号。一般的信号强度约为10-18瓦,相当于在月球上收到的从地球发出的手机信号的强度。

上海德沁机械有限公司

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