科学家发现铕晶体可用于量子计算
来源： 国家自然资源部 发布时间：2022-03-22
据mining.com网站报道，来自法国国家科学研究中心（cnrs，centre national de la recherche scientifique）、斯特拉斯堡大学（université de strasbourg）、德国卡尔斯鲁厄理工学院（karlsruher institute of technology）和巴黎高科化学学院（chimie paristech）的研究人员展现了一种稀土基新材料用于建设光子量子系统的潜力。
图解用于量子计算机的铕分子晶体（图片来自法国国家科研中心 克里斯蒂安·格鲁普）
在发表于《自然》期刊的论文中，该发现背后的团队解释称，虽然量子技术可能为未来带来一场革命，但仍然难以实现。
例如，他们提出了一个问题，为何鲜见能够与光相互作用来处理通过光纤传输的信息通讯的量子系统。
“这种平台理想情况下需要有光接口以及信息存储单元，即所谓的存储器”，科学家称。“在这些单元内也可能需要处理信息，采取自旋形式。开发能够在量子级别上实现自旋与光连接的材料已证实特别困难”。
尽管存在这些困难，他们还是成功地展现了铕分子晶体用作量子通讯和处理器的价值，这是超窄光学跃迁能够实现与光的最佳相互作用的结果。
研究人员认为，这些晶体是已经在量子技术中应用的两个系统相结合的产品：稀土离子比如铕，以及分子系统。
稀土晶体以出色的光学和自旋属性而闻名，但它们在光子器件中的集成是复杂的。分析系统通常不具备自旋属性（存储或计算机单元），或者相反存在频谱太宽无法在自旋和光之间建立可靠联系的光线。
在这个科学团队看来，铕分子晶体代表一个重大进展，应为他们具有超窄线宽。这将带来长久的量子态，能够证明光脉冲可以在这些分子晶体内存储。
此外，他们还获得了光控量子计算机的首个构件。这种用于量子技术的新材料提供了前所未有的特性，为光在计算机和量子存储器发挥核心作用的新架构铺平了道路。
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