【CNMO新聞】據(jù)CNMO了解，西班牙和美國等國科學(xué)家近日《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們通過從掃描隧道顯微鏡（STM）的尖端發(fā)射微波信號來控制鈦原子，使這些鈦原子執(zhí)行了量子計算。據(jù)悉，盡管這一量子計算平臺在短期內(nèi)不太可能與目前的主流量子計算方法媲美，但可用于研究化學(xué)元素甚至分子的量子特性。

量子計算是一種新型計算模式，其遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單位進行計算，即利用量子疊加和糾纏等物理特性，以微觀粒子構(gòu)成的量子比特為基本單位，通過量子態(tài)的受控演化實現(xiàn)計算處理。

在上述研究中，科學(xué)家研究了自然界中“原始”的量子比特——電子的自旋，測量其方向只能產(chǎn)生兩個可能的值：“向上”或“向下”，對應(yīng)經(jīng)典比特的“0”和“1”。研究人員首先將鈦原子散射在由氧化鎂制成的平坦表面上，然后使用STM探針的尖端移動鈦原子，將其中3個原子排列成三角形。利用STM尖端發(fā)射的微波信號，研究人員能控制其中一個鈦原子中單個電子的自旋。通過適當(dāng)調(diào)整微波的頻率，它們還可使微波的自旋與其他兩個鈦原子的自旋相互作用。借助這一方法，研究團隊創(chuàng)建了一個簡單的由兩個量子比特執(zhí)行的量子運算，并讀取出結(jié)果。整個操作歷時幾納秒，運算速度快于大多數(shù)其他類型的量子比特。

研究人員表示，通過操縱單個原子和分子組合中的自旋，可將這項技術(shù)擴展到約100個量子比特，但再進行擴展會變得極其困難。未來，多臺STM量子計算機可能互聯(lián)，組成一臺更大的計算機。