量子突破!一种新的物质状态刚刚被发现,预示着计算机另一场革命

量子突破!一种新的物质状态刚刚被发现,预示着计算机另一场革命
2019年08月22日 00:19 新浪网 作者 异宝文化

科学家发现了一种新的物质状态,这一突破预示着计算机性能即将发生一场革命。这一里程碑式的发现有望既增加存储空间,又加快量子计算的速度。这项研究的重点是量子计算,这是一种比传统计算速度更快的前沿方法。在量子计算中,数据是以量子位来处理的,而不是以0和1的形式来处理传统的二进制位,这允许0到1之间的值被制表,瞬间加速的速度数据可以被处理。

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纽约大学的贾瓦德·沙巴尼教授表示,我们的研究成功地揭示了物质拓扑超导新状态的实验证据。这种新的拓扑状态可以被操纵,既可以加快量子计算的计算速度,又可以提高存储能力。沙巴尼教授和他的团队研究了量子态从传统状态到新拓扑状态的转变,测量了这些状态之间的能量势垒。

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物理学家们通过直接测量这种转变的特征来实现这一目标。他们专注于奇异的马略亚纳粒子,这是它们自己的反粒子,具有相同的质量,但具有相反的物理电荷的物质。马略亚纳粒子之所以吸引物理学家,是因为它们有潜力将量子信息存储在一个特殊的计算空间中,在这个空间中,量子信息不受环境噪声的影响。然而,这些粒子也被称为马略阿纳费米子,它们没有天然的寄主物质。因此,研究人员试图合成新的物质形式,以便进行这些计算。

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拓扑超导性在二维平台上的新发现,为构建可伸缩拓扑量子位铺平了道路,不仅可以存储量子信息,还可以操纵没有错误的量子状态。这一革命性的发现与另一项发现不谋而合,这一发现点燃了人们对量子计算机很快将在商业上可行的希望。这种超导体材料(双碲化铀)在上世纪70年代首次被开发出来,但美国国家标准与技术研究院(NIST)的科学家们发现了它此前未知的特性,这些特性可能对量子计算机的发展至关重要。

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由于量子位元之间的关系是如此微妙,使得它们很容易被外界的普通干扰(如低磁场)打断,量子计算机开发人员在维持足够长时间的量子相干以执行所需的计算方面面临着相当大的挑战。科学家们发现超导体不仅没有磁性,而且对磁场有很强的抵抗力,这对于这种材料来说是非常罕见的。这意味着它可以用来设计量子比特,从而减少量子计算机中目前常见的错误,减少量子相干性的损失。我们期待这一发现应用到商业领域,造福千家万户。

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