量子计算再迎新突破：显微镜操控钛原子自旋，实现微观量子计算

CTOnews.com 10 月 14 日消息，量子计算领域再次迎来重大突破，科学家利用扫描隧道显微镜（STM），发射微波信号成功控制钛原子，实现了微观量子计算。

相关成果本月发表在《Science》期刊上。该成果由韩国基础科学研究所（IBS）旗下的量子纳米科学中心团队领导，日本、西班牙和美国等国科学家共同参与。

论文强调这种微观量子平台不会和主流量子计算争夺地位，但依然吸引了不少量子科学家的关注，未来可用于研究化学元素甚至分子的量子特性。

论文认为固体中的单个电子自旋是量子科学和技术的有希望的候选者，电子自旋只有"向上"和"向下"两个值，对应经典比特的"0"和"1"，而在测量之前电子自旋处于各种可能的叠加状态。

研究人员首先将钛原子散射在由氧化镁制成的平坦表面上，然后使用 STM 探针的尖端移动钛原子，将其中 3 个原子排列成三角形。利用 STM 尖端发射的微波信号，研究人员能控制其中一个钛原子中单个电子的自旋。

三个钛原子排列在扫描隧道显微镜（STM）内，距离足够近，可以感知彼此的量子自旋。粘在 STM 尖端（顶部）的铁原子与其中一个量子位（蓝色）"对话"，用它来读取和写入另外两个量子位（红色）的信息，并使它们执行基本的量子计算。

通过适当调整微波的频率，它们还可使微波的自旋与其他两个钛原子的自旋相互作用。

借助这一方法，研究团队创建了一个简单的由两个量子比特执行的量子运算，并读取出结果。整个操作历时几纳秒，运算速度快于大多数其他类型的量子比特。

CTOnews.com在此附上论文地址，感兴趣的用户可以深入阅读。