從家用PC到商用服務(wù)器 計(jì)算機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ畹暮诵牟糠?/h1>

2019-06-20 11:30:32 編輯： 來源：

導(dǎo)讀 筑波大學(xué)的一個(gè)研究小組研究了一種利用超短激光脈沖在硅晶體內(nèi)部產(chǎn)生相干晶格波的新方法。利用理論計(jì)算結(jié)合在匹茲堡大學(xué)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他

筑波大學(xué)的一個(gè)研究小組研究了一種利用超短激光脈沖在硅晶體內(nèi)部產(chǎn)生相干晶格波的新方法。利用理論計(jì)算結(jié)合在匹茲堡大學(xué)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們能夠證明在樣本內(nèi)部可以保持相干振動信號。這項(xiàng)研究可能會導(dǎo)致基于現(xiàn)有硅設(shè)備的量子計(jì)算機(jī)能夠快速執(zhí)行即使是現(xiàn)有最快的超級計(jì)算機(jī)也無法實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。

從家用PC到商用服務(wù)器，計(jì)算機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ畹暮诵牟糠?，它們的功率繼續(xù)以驚人的速度增長。然而，古典計(jì)算機(jī)即將出現(xiàn)兩大問題。第一個(gè)是我們可以將多少個(gè)晶體管打包到單個(gè)處理器中的基本限制。最終，如果我們要繼續(xù)提高其處理能力，將需要一種全新的方法。第二，即使是功能最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)也會遇到某些重要問題，例如保證信用卡號碼在互聯(lián)網(wǎng)上安全的加密算法，或優(yōu)化傳送包裹的路徑。

這兩個(gè)問題的解決方案可能是量子計(jì)算機(jī)，它利用了控制非常小尺度的物理規(guī)則，如原子和電子。在量子狀態(tài)下，電子的行為更像波浪而不是臺球，其位置被“抹掉”而不是明確。另外，各種組件可能會纏繞在一起，使得不能完全描述每種組件的性質(zhì)而不參考另一種組件。有效的量子計(jì)算機(jī)必須保持這些糾纏態(tài)的一致性足夠長以進(jìn)行計(jì)算。

在目前的研究中，匹茲堡大學(xué)物理和天文學(xué)RK梅隆大學(xué)的筑波大學(xué)和Hrvoje Petek團(tuán)隊(duì)使用非常短的激光脈沖來激發(fā)硅晶體內(nèi)的電子。“現(xiàn)有硅用于量子計(jì)算將使向量子計(jì)算機(jī)的過渡變得更加容易，”第一作者Yohei Watanabe博士解釋說。高能電子產(chǎn)生硅結(jié)構(gòu)的相干振動，使得電子和硅原子的運(yùn)動變得糾纏。然后在具有第二激光脈沖的可變延遲時(shí)間之后探測系統(tǒng)的狀態(tài)。

基于他們的理論模型，科學(xué)家能夠解釋在電荷中觀察到的振蕩作為延遲時(shí)間的函數(shù)。“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)揭示了控制相干振動的潛在量子力學(xué)效應(yīng)，”資深作者M(jìn)uneaki Hase教授表示。“通過這種方式，該項(xiàng)目邁向了價(jià)格實(shí)惠的消費(fèi)量子計(jì)算機(jī)的第一步。”

標(biāo)簽： 商用服務(wù)器

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