量子技术的进步有助于改善计算数据的处理
1、 停下来!以量子科学和工程的名义。
2、 熟悉的副词与量子技术的新成果有关,量子技术是一个新的研究领域,旨在利用原子和亚原子粒子的独特性质。
3、 布法罗大学领导的一个研究小组开发了一种可以阻挡量子波的“红绿灯”。这一进展可能是利用原子世界潜力的关键,最终将导致计算、医学、密码学、材料科学和其他应用的突破。
4、 “这是一个极其重要的研究领域,”UB的电气工程师Jon Bird博士说,他是最近发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的一项研究的共同主要作者,该研究描述了上述工作。
5、 他是伯德UB工程和应用科学学院电气工程系的教授和系主任。韩钟博士是文理学院的物理学教授,也是这篇论文的合著者。
6、 其他作者来自伯德和韩的实验室,桑迪亚国家实验室和韩国高级研究院的综合纳米技术中心。
7、 电子学的奥秘
8、 虽然学龄儿童都知道电子,但研究人员仍在试图理解这些亚原子粒子的行为,并找到操纵它们的新方法。
9、 在这项研究中,研究团队“利用构成我们研究的半导体材料晶体结构的原子来阻止电子通过,或者让它们自由通过,基本上为这些量子制造了‘红绿灯’。伯德说:“通过向我们的设备施加小的电信号,我们可以可控地“摇动”这些原子来实现这个目标。
10、 研究人员在零下273摄氏度的极低温度下分离出一种特殊的纳米导体。在这种情况下,在这种超小型器件中,电子呈现波浪形特征。
11、 换句话说,它们更像池塘表面的涟漪,而不是点状粒子,点状粒子通常被描述为成直线结合的台球。
12、 “就像海洋中的光或波一样,这些量子波可以以我们无法从粒子中预期的方式表现出来。例如,它们可以在拐角处弯曲,挑战是开发控制或操纵它们的技术,”韩说。
13、 在这项研究中,UB研究人员通过向导体施加少量电压来实现这一点,使它们能够以可控的方式振动原子。随着原子的振动变得越来越强烈,它们为量子波提供了更大的阻力源,阻止它们通过导体。
14、 “这就是我们所说的量子点接触。你可以把它想象成一个红绿灯。只有把车停在路口,才能证明我们有能力通过外界振动来控制电子波在受限系统中的传播。那个系统中的原子,”韩说。
15、 更强大的计算机
16、 控制亚原子粒子(如电子和光子)的能力是量子技术,尤其是量子计算机发展的关键。
17、 传统计算机用二进制代码处理信息或位,这意味着它们通过分配“1”或“0”的值来存储数据和执行计算。由IBM、谷歌和其他公司开发的量子计算机使用“量子比特”,既可以表示1,也可以表示0。
18、 理论上,这种方法可以生产出比现在更强大的计算机。反过来,这将创造巨大的经济和国家安全优势。
19、 伯德说,UB领导的研究提供了在微观尺度上控制量子波所需技术的基本实现,使这些技术进步成为可能。
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