來自哈佛大學(xué)和位于德國的馬普研究所量子光學(xué)的兩支研究隊伍，剛剛宣布他們能夠為未來的量子計算機獨立制造模塊。在《自然》雜志里，有文章稱科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種捕捉原子和光子的方法，創(chuàng)造一種新的轉(zhuǎn)換器和邏輯門，以及量子版的連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能在連接電腦里的數(shù)據(jù)點。

量子計算機

從電路上看，所有的現(xiàn)代電腦基本如出一轍，用簡單的規(guī)則排布大量的數(shù)據(jù)鏈接。每一節(jié)數(shù)據(jù)稱作一個節(jié)點，用一個0或1.表示一塊信息碎片，你可以把節(jié)點想象成一個電燈泡，要么燈亮，要么燈滅。

但量子理論，這門統(tǒng)治原子和分子微觀世界的物理學(xué)告訴我們，在某個情況下，一個物體可能在同時是兩種物質(zhì)。有可能一個原子同時向兩個相反的方向旋轉(zhuǎn)，甚至電燈可能同時是亮的或者是熄滅的。一個物體有著這樣兩種奇怪的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為重合。（物理學(xué)家奈爾斯波爾曾說道，第一次接觸量子物理的人，有可能理解不了，如果很困惑，請不要著急，波爾曾是量子理論的創(chuàng)始人之一）。

最重要的一點是（有很多）重合的狀態(tài)是微弱的，只在極小的物質(zhì)節(jié)點里才存在。

但是，對于電腦來說，這種想法萌生出了一個有趣的領(lǐng)域。如果你能收集這種奇怪的物質(zhì)狀態(tài)，將一個個信息節(jié)點帶入重合狀態(tài)。你的節(jié)點可以顯示出0或1，或是二者的組合。這就叫量子節(jié)點，或量子位。如果量子位像正常的節(jié)點在電腦里那樣連接起來，那么你就能使你的電腦用一種瘋狂的極速來進(jìn)行計算。

哈佛大學(xué)研究團隊領(lǐng)頭人米克海爾陸金說：“就這點來說，世界上只有很少的一部分量子電腦。”粗略估計，我們能夠進(jìn)行連接起12個量子位。但是該團隊面臨的最大挑戰(zhàn)是使這些系統(tǒng)模式化，以集中更多的量子位。

陸金解釋道，增加更多的量子位的難點在于，這種重合狀態(tài)的微弱性。除非整個量子電腦存在于一個極度低溫的條件下，同時免受外界分子或者是聲音的干擾，否則重合的狀態(tài)會全部消失，并損壞電腦。更大的一個難點在于，當(dāng)今的量子位必須一個緊挨著一個排列連接，這需要動用大型的儀器，實驗室器材和激光來維持物質(zhì)里的某個斑點的重合狀態(tài)。這就給整個系統(tǒng)帶來了更大的麻煩，整個量子電腦癱瘓的風(fēng)險也就更大了。

馬普研究所的量子光學(xué)研究團隊領(lǐng)頭人格哈德來普說：“在不干擾其它量子位的情況下，定位一個量子位非常困難。比如用激光照射一個特定的量子位。”而且例如，如果你想用一萬個量子位，那么，你就得時刻關(guān)注一萬條激光。

OL門以及轉(zhuǎn)換器

新的量子邏輯門和轉(zhuǎn)換器為解決其中某些難題帶來了希望。二者都采用了新的方法：它們都收集被捕獲的原子（在兩種情況下都用銣）能夠通過光子傳遞信息，光子也就是構(gòu)成光的分子。光子能夠通過光電電纜傳輸，是遠(yuǎn)距離傳輸信息的主要介質(zhì)，也能分隔量子位。