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用純光製（zhì）造（zào）量（liàng）子邏輯（jí）門（mén）的研究獲進（jìn）展成功實現單光子對其他光束的影響

發布時間：2015-09-10 作者：來源：中國科技部瀏覽：2359

    加拿大物理學家在利（lì）用（yòng）純光打造量子計算機基礎（chǔ）元件??邏輯門的研究工（gōng）作中（zhōng）取得進展，成功通過單光子（zǐ）對其他光束（shù）施加影（yǐng）響（xiǎng）。相關論（lùn）文發表在最新一期《自然?物理學》上。
    邏輯門對輸入數據進行運（yùn）算創建新的輸出。在傳統計算機中，邏輯門采用二極管或晶體管的形式。但量子計算機組件由單個原子（zǐ）和亞原子粒子製成。根據量子理論，信息處（chù）理將（jiāng）通過粒子之間的相互作用完成。
    光子（zǐ）在量（liàng）子計算中具有很多優點（diǎn），但要讓其以有用的方式彼此作用卻是個老大難（nán）問題。多倫多大學的最新（xīn）研究成果（guǒ）則展示了如何創建這樣的交互作用。
    多倫（lún）多大學量（liàng）子信息和量子計算中心（xīn）研究員、加拿大先進技術研究院資深（shēn）研究員埃弗賴姆?斯坦伯格表示，新研究展現了單光（guāng）子對另外光束的影響。光束在一般情況下可互不影響地彼此穿過，要打造光量子計算機，光束就必（bì）須相（xiàng）互“交（jiāo）談”，但之前還沒有使（shǐ）用單（dān）光子實現過。
    研究人員首先將一個單光子打在已冷卻到高於絕對零度百（bǎi）萬分（fèn）之一（yī）度的銣原子上。光子於是和原子（zǐ）發生“糾纏”，影響銣原子與一道單獨光束（shù）相互（hù）作用的方式。光子改變（biàn）了原（yuán）子的折射率，從而引起光束發生很小（xiǎo）但（dàn）又可測量的“相移”。
    這一過（guò）程可用作全光（guāng）量子（zǐ）邏輯門，實現輸入、信息處理和輸出（chū）。斯（sī）坦伯格表（biǎo）示，量子邏輯門（mén）是該項研究進展（zhǎn）最顯著的應用，能夠觀察到這些相（xiàng）互作用（yòng）使光學研究領域又翻開了新的一頁。