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取代光子实现远距离量子隐形传态,电子也能做到了
发布时间:2020-06-28 22:26

据美国“物理学组织”网站6月19日消息称,美国罗切斯特大学物理学助理教授John Nichol、教授Andrew Jordan与普渡大学的研究人员合作,让电子之间的远距离量子隐形传态(quantum teleportation)具备可行性。

该研究是改进量子计算技术的重要一步,而量子计算通过提供更快、更高效的处理器和传感器,则有可能促成科技、医学和科学等多个领域的颠覆性变革。

近年来,科学家们通过使用电磁光子制造远程纠缠的量子位元对,成功实现了量子隐形传态。然而,由单个电子组成的量子位元在半导体信息传输技术中也大有用武之地。

Nichol助理教授介绍道:“单个电子之间很容易产生相互作用,并且半导体中的单个电子量子位元还具有可拓展性,因此单个电子是很有前景的量子位元。可靠而稳定地在电子之间创造远距离相互作用是量子计算技术的关键。”

然而,构建长距离的纠缠电子量子位极具挑战性——光子可以自然地进行长距离传输,但是电子通常有区域固定限制。

Nichol解释道:“我们为纠缠交换(entanglement swapping)和量子门隐形传态(quantum gate teleportation)两种现象提供了支撑证据。关于前者,尽管两个电子从未产生相互作用,但我们仍然在两者之间制造了纠缠效应;后者是利用隐形传态进行量子计算的潜在有用技术。进而,我们的研究结果证实,即使没有光子,也可以完成同样的任务。”

Nichol等的研究结果为未来涉及所有物质自旋态的量子隐形传态的研究工作奠定了基础,并为量子比特半导体中单个电子具备的强大功能提供了更多佐证。

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