物理学家在美国国家标准与技术研究所通过微加工铝电缆上的电子振动，在两个“人造原子”之间传递信息，为未来潜在的超级强大量子计算机展示了一种新组件。该装置类似于有线电视传输线的微缩版本，但有一些强大的附加功能，包括零电阻的超导电路，以及遵守量子物理不寻常规则的多任务数据位。
共振电缆有朝一日可能会被用于量子计算机，量子计算机将依靠量子行为来执行某些功能，如破译代码和数据库搜索，其速度比当今最强大的计算机要快得多。此外，NIST演示中的超导元件在量子计算机中存储和传输数据时，比许多竞争对手（如单个原子）更容易制造和扩展到实际尺寸。
NIST超导量子计算电缆的艺术家演绎。
与传统电子设备不同，传统电子设备以数字位的形式存储信息，每个数字位的值为0或1，每个超导电路充当量子位，或量子位，可以同时保存0和1的值。这两个值的“叠加”中的量子位可能允许同时执行比传统数字位更多的计算，从而提供更快和更强大的计算设备的可能性。在两个超导电路之间传输信息的电缆的共振部分被工程师称为“量子总线”，它可以在两个或多个量子位之间传输数据。
NIST的这项研究被刊登在9月27日出版的《自然》杂志的封面上。科学家们将信息编码在一个量子位上，以微波能量的形式将信息传输到电缆的共振部分，存储时间很短，只有10纳秒，然后成功地将信息传输到第二个量子位上。
“我们测试了一种用于量子信息系统的新元素，”NIST物理学家Ray Simmonds说。“这真的很重要，因为这意味着我们可以将更多的量子位结合在一起，使用一个简单的元素就可以轻松地在它们之间传输信息。”
NIST的这项工作，连同耶鲁大学小组在同一期《自然》杂志上发表的另一封信，首次演示了超导量子总线。NIST的科学家们使用这种总线在独立的量子位元之间存储和传输信息，而耶鲁大学的研究小组则使用这种总线使两个量子位元相互作用，形成一个组合的叠加态。这三种行为，由这两组科学家共同证明，对于执行未来超导体量子信息处理器所需的基本功能至关重要。
除了存储和传输信息外，NIST的共振电缆还提供了一种“刷新”超导量子位的方法，通常可以在半微秒内保持相同的精细量子状态。电路中的电或磁噪声等干扰会迅速破坏量子比特的叠加态。Simmonds说，随着设计的改进，NIST技术可能被用于反复刷新数据，并将量子比特寿命延长100倍以上，足以创造出可行的短期量子计算机内存。NIST的共振电缆也可用于在物质和光之间传输量子信息。微波能量是光的一种低频形式，因此将量子计算机与超安全量子通信系统连接起来。
如果他们可以建造,量子computers-harnessing量子力学的不寻常的规则,自然准则来约束最小的粒子很可能被用于应用程序(如快速和高效的代码,优化复杂系统,如航班时刻表、防伪的赚钱,解决复杂的数学问题。yabo214量子信息技术一般允许为量子物理的基础测试和未知的未来应用定制设计系统。
超导量子位元的宽度约为人的头发。NIST研究人员在一块蓝宝石微芯片上制造了两个量子位，该芯片位于一个大约8立方毫米大小的屏蔽盒中。电缆的共振部分有7毫米长，类似于有线电视中使用的同轴布线，但更薄更平，在两个量子位之间的1.1毫米空间内呈之字形。就像吉他弦一样，共振电缆可以被刺激，使其在微波范围内以特定的音调或频率发出嗡嗡声或“共振”。量子信息以微波粒子或光子的形式存储为能量。yabo214
NIST的这项研究得到了颠覆性技术办公室的部分支持。
作为美国商务部的一个非监管机构，NIST通过推进测量科学、标准和技术来促进美国的创新和工业竞争力，以增强经济安全和改善我们的生活质量。亚博老虎机网登录