保罗·舍勒研究所 曼努埃尔·格林是保罗·舍勒研究所的理论物理学家，致力于构建未来量子计算机的基础工作
荣誉:保罗·舍勒研究所/马库斯·费舍尔 保罗·舍勒研究所(PSI)的研究人员提出了一个详细的计划，说明如何更快、更好地定义量子比特(量子位)
中心元素是来自所谓的稀土金属类的磁性原子，它将被选择性地注入到材料的晶格中
每个原子代表一个量子位
研究人员已经演示了这些量子位是如何被激活、纠缠、用作记忆位和读出的
他们现在已经在《PRX量子》杂志上发表了他们的设计概念和支持计算
在通往量子计算机的道路上，最初的要求是创建所谓的量子位或“量子位”:与经典位不同，存储位不仅可以接受0和1的二进制值，还可以接受这些状态的任意组合
“有了这个，一种全新的计算和数据处理成为可能，这对于特定的应用意味着计算能力的巨大加速，”PSI研究员曼努埃尔·格林解释说，他是关于量子位主题的一篇新论文的第一作者
作者描述了如何在磁性固体中实现逻辑位和基本的计算机操作:量子位将驻留在稀土元素类的单个原子上，嵌入主体材料的晶格中
根据量子物理学，作者计算出稀土原子的核自旋适合用作信息载体，即量子位
他们进一步提出，目标激光脉冲可以瞬间将信息传递给原子的电子，从而激活量子位，这样周围的原子就可以看到它们的信息
两个这样激活的量子位相互通信，因此可以“纠缠”
“纠缠是多粒子或多量子位量子系统的一个特殊性质，对量子计算机来说是必不可少的:一个量子位的测量结果直接取决于其他量子位的测量结果，反之亦然
更快意味着更不容易出错 研究人员演示了如何使用这些量子位来制造逻辑门，最著名的是“受控非门”(CNOT门)
逻辑门是经典计算机用来执行计算的基本构件
如果将足够多的这样的CNOT门和单量子位门结合起来，每一个可以想象的计算操作都是可能的
因此，它们构成了量子计算机的基础
本文不是第一个提出基于量子的逻辑门
格林说:“然而，我们激活和纠缠量子位的方法比以前类似的提议有一个决定性的优势:它至少快十倍。”
然而，其优势不仅在于基于这一概念的量子计算机能够计算的速度；最重要的是，它解决了系统易出错的问题
“量子位不是很稳定
格林解释说:“如果纠缠过程太慢，一些量子比特同时丢失信息的可能性就更大。”
最终，防扩散安全倡议的研究人员发现了一种方法，使这种类型的量子计算机不仅比同类系统快至少十倍，而且同样的因素也不容易出错
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