外媒：筑波大学研究人员研究可负担的量子计算新方法

筑波大学（University of Tsukuba）的一个科学家小组正在研究一种利用超短激光脉冲在硅晶体内部产生相干晶格波的新方法。筑波大学利用理论计算和匹兹堡大学（University of Pittsburgh）获得的实验结果显示已经能够证明在样本内部可以保持相干振动信号。这项研究可以使基于现有硅设备的量子计算机能够快速执行即使是现有最快的超级计算机也无法实现的任务。

从家用电脑到商用服务器，电脑是日常生活的核心部分，但对于传统电脑来说，有两个大问题迫在眉睫。第一个是对可以装入单个处理器的晶体管数量的基本限制。最终，如果我们要继续提高其处理能力，将需要一种全新的方法。第二，即使是功能最强大的计算机也会遇到某些重要问题，例如保证信用卡号码在互联网上安全的加密算法，或优化传送包裹的路径。

量子计算机被视为一种解决方案，它利用了物理定律，这些定律控制着非常小的长度尺度，比如原子和电子。在量子体系中，电子的行为更像波，而不是球，其位置是“模糊的”，而不是确定的。此外，各种组件可能会纠缠在一起，这样，如果不参考其他组件，就无法完整地描述每个组件的属性。一个有效的量子计算机必须保持这些纠缠态的相干性足够长才能进行计算。

在目前的研究中，匹兹堡大学物理和天文学RK梅隆大学的筑波大学和Hrvoje Petek团队使用非常短的激光脉冲来激发硅晶体内的电子。第一作者Yohei Watanabe博士建议道，使用现有的硅量子计算将使量子计算机的过渡变得更加容易，高能电子产生硅结构的相干振动，使得电子和硅原子的运动变得纠缠。然后在具有第二激光脉冲的可变延迟时间之后探测系统的状态。

基于他们的理论模型，科学家能够解释在电荷中观察到的振荡作为延迟时间的函数。资深作者Muneaki Hase教授表示，这项实验揭示了控制相干振动的潜在量子力学效应，通过这种方式，这个项目代表着朝着消费者买得起的量子计算机迈出的第一步。

文章编译来源：Newelectronics      PConline编译作者：栗子