芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種在普通的日常電子產(chǎn)品中產(chǎn)生量子態(tài)的方法。通過(guò)利用量子力學(xué)的特性而無(wú)需使用奇異的材料或設(shè)備，這增加了可以使用當(dāng)前設(shè)備創(chuàng)建量子信息技術(shù)的可能性。
幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)行業(yè)從摩爾定律中受益，該定律是一條預(yù)測(cè)法則，可以預(yù)測(cè)當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。隨著這種情況的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)從龐然大物演變成了微型設(shè)備。
這也給我們帶來(lái)了智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及各種各樣的應(yīng)用，這些改變了我們的生活，而這只能被稱為一場(chǎng)革命，但是現(xiàn)在摩爾定律的“終結(jié)之日”被認(rèn)為正在逐漸逼近。隨著小型電子設(shè)備接近其物理極限，生產(chǎn)更高級(jí)的芯片變得越來(lái)越困難，價(jià)格也越來(lái)越昂貴。
這個(gè)問(wèn)題可能使普通消費(fèi)者至少十年都不會(huì)注意到，但是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的最前沿，它已經(jīng)產(chǎn)生了影響。因此，科學(xué)家和工程師正在尋找打破摩爾定律的方法。
量子計(jì)算是最有前途的領(lǐng)域之一，它是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式，有利于利用量子態(tài)的特殊，違反直覺(jué)的特性，從而使信息能夠使用量子位(可以是0、1或兩者的疊加)來(lái)存儲(chǔ)。
問(wèn)題在于當(dāng)前的量子計(jì)算技術(shù)依賴于諸如超導(dǎo)金屬，懸浮原子或鉆石之類(lèi)的奇特材料。標(biāo)準(zhǔn)電子學(xué)被認(rèn)為過(guò)于粗糙，無(wú)法支持精細(xì)的量子態(tài)。但是，芝加哥大學(xué)團(tuán)隊(duì)的David Awschalom發(fā)現(xiàn)，使用碳化硅可以電控制量子態(tài)。
作為一個(gè)額外的獎(jiǎng)勵(lì)，研究小組發(fā)現(xiàn)碳化硅的量子態(tài)發(fā)射的單光子光的波長(zhǎng)接近電信頻段。這意味著它們不僅可以在光纖網(wǎng)絡(luò)上使用，而且可以與現(xiàn)有電子設(shè)備結(jié)合使用以創(chuàng)建新設(shè)備。該團(tuán)隊(duì)能夠制造出Awschalom所描述的“量子FM收音機(jī)”，它能夠像收音機(jī)一樣發(fā)出聲音一樣在很長(zhǎng)的距離傳輸量子信息。
該團(tuán)隊(duì)還解決了一個(gè)困擾量子技術(shù)的難題-噪聲。研究小組驚訝地發(fā)現(xiàn)，使用二極管可以有效釋放噪聲的量子信號(hào)，并使它幾乎完全穩(wěn)定。
Awschalom表示：“這項(xiàng)工作使我們向能夠在全球光纖網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)和分配量子信息的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邁進(jìn)了一步。這樣的量子網(wǎng)絡(luò)將帶來(lái)一類(lèi)新穎的技術(shù)，這些技術(shù)允許創(chuàng)建無(wú)法破解的通信通道，單電子態(tài)的隱形傳送和量子互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。”
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