爱沙尼亚研究委员会 研究人员表明，基于掺铒、镨和其他一些稀土元素离子的混合光学氟化物晶体基质合成的微晶，可以作为量子位，实现超快光学量子计算
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（同organic）有机 塔尔图大学物理研究所的科学家发现了一种开发新型光学量子计算机的方法
这一发现的核心是稀土离子，它们具有某些特性，可以作为量子比特
与早期的解决方案相比，这将使量子计算机具有超快的计算速度和更好的可靠性
塔尔图大学的研究人员弗拉基米尔·希日尼亚科夫、瓦迪姆·博尔鲁什科、赫勒·卡希克和尤里·奥尔洛夫斯基在科学杂志《光学通信》上发表了他们的研究成果
在普通计算机中，信息的单位是二进制数字或比特，而在量子计算机中，信息的单位是量子比特或量子位
在普通计算机中，信息主要由场效应晶体管组成的存储单元中的电携带，但在量子计算机中，根据计算机的类型，信息载体是小得多的粒子，例如离子、光子和电子
量子位信息可能由该粒子的某一特性(例如，电子的自旋或光子的极化)携带，该特性可能具有两种状态
虽然普通比特的值是0或1，但是在量子比特中这些值的中间变体也是可能的
中间状态叫做叠加
这一特性使量子计算机有能力解决普通计算机在合理的时间内无法完成的任务
混合离子晶体的量子位 塔尔图大学物理研究所的研究人员表明，基于掺有铒、镨和其他一些稀土元素离子的混合光学氟化物晶体基质合成的微晶，可以作为量子位，实现超快光学量子计算
爱沙尼亚科学院成员弗拉基米尔·希日尼亚科夫教授说，当选择离子时，它们性质截然不同的电子状态是至关重要的
“它们必须至少有两种离子相互作用非常弱的状态
这些状态适用于单量子位的基本量子逻辑操作
此外，需要一种或多种离子相互作用很强的状态——这些状态使两个或多个量子位能够进行量子逻辑操作
所有这些状态都必须有很长的寿命(毫秒或微秒)，并且在这些状态之间必须允许光学跃迁
他说，到目前为止，发现稀土离子的这种电子态被认为是不可能的，这就是为什么科学家没有在其中寻找适合量子位的这种状态
到目前为止，大部分原子核的自旋态都是为了量子位的作用而被研究的
然而，它们的频率比我们量子比特的频率低一百万倍
这也是为什么基于这些量子位创建的量子计算机要比基于电子态的量子计算机慢得多，”他解释道
速度更快，错误更少 根据希日亚科夫的说法，超快的工作周期可以克服量子计算机创造中的一个主要障碍
量子比特对环境非常敏感，这就是为什么任何环境干扰都可能导致量子计算的错误
“量子位的相干时间，我
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纯量子态的持续时间非常短
计算周期越快，量子位工作中周围环境造成的干扰就越少，”希兹尼亚科夫解释说
已经确定，先前在塔尔图大学物理研究所开发的光谱烧孔方法可以用于选择一组作为计算机实例的微晶中的量子位
根据希兹尼亚科夫的说法，这是目前最强有力的光谱学方法之一，它可以在微晶中找到最适合用作计算机量子位的离子
尽管要让量子计算机真正发挥作用还有很长的路要走，但塔尔图大学激光光谱学实验室的研究人员已经开始基于新方法构建量子计算机的试验原型
据研究人员称，他们即将展示新型量子计算机的基本元件的工作
已完成的研究是联合项目“用于量子计算的稀土杂质离子团簇纠缠态光谱学”的一部分，该项目由塔尔图大学物理研究所的激光光谱学实验室和固体理论实验室进行
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