筆記本電腦到手機，當今這些依靠電路直接利用電流進行供能的技術(shù)正以前所未有的速度進行發(fā)展改進。同樣，對于控制原子和納米系統(tǒng)中的量子態(tài)的技術(shù)進步，可能會為量子技術(shù)這種新的技術(shù)領(lǐng)域帶來飛躍。 ?D1x;i9<  
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　　一項來自芝加哥大學、阿貢國家實驗室、麥克吉爾大學和康士坦茨大學物理學家之間的國際合作研究，最近展示了一種新型的更快的控制量子比特的框架。該研究的相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在《自然物理》雜志上，他們實現(xiàn)了在鉆石芯片上對單個電子的實驗，可以創(chuàng)造出在高速運轉(zhuǎn)時不易出錯的量子器件。 IM[54_I  
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　　加速的量子動力學 /t$rX3A  
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　　為了了解他們的實驗，你可以在經(jīng)典動力學中觀察對速度的定義：如在印第安納波利斯的橢圓形賽馬場或者代托納500跑道中。為了使賽車在以驚人的速度下進行轉(zhuǎn)彎，跑道的轉(zhuǎn)彎處的路面的坡度高達30度。牛頓力學專業(yè)的一個學生就可以解釋道，路面的這種向內(nèi)坡度可允許道路提供正常力幫助抵消汽車的離心加速度，要不然車子會傾向于從轉(zhuǎn)彎處向外滑動.。速度越大，所需的坡度角度越大。 L&:M8xiA~$  
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　　“量子粒子的動力學行為是很類似的，”Aashish Clerk說，他是麥克吉爾大學的理論物理學教授�！半m然運動方程是不同的，要準確地改變在高速的量子粒子的狀態(tài)，你需要設(shè)計正確的軌道，以提供正確的力量。 w>v5oy8s-  
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　　Clerk同麥吉爾博士后研究員Alexandre Baksic和Hugo Ribeiro合作提出了一個新的技術(shù)來實現(xiàn)更快的量子動力學動態(tài)變化，這種技術(shù)通過巧妙地吸收量子粒子受到的有害加速度。這些加速度，除非加入補償，否則會使粒子的量子態(tài)偏離空間預定軌道，類似于離心加速度會使賽車偏離其預定的賽車線的賽道。 0FG5_t"",\  
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　　通過與自己研究小組的成員以及Clerk小組、David Awschalom的交流，芝加哥大學分子工程學院的自旋電子學和量子信息學教授們發(fā)現(xiàn)，新的理論可以用來加快他的實驗室中基于鉆石的量子器件的研究。然而，正如在土木工程建設(shè)中高速公路上所提出了挑戰(zhàn)那樣，實驗中所執(zhí)行的控制序列的設(shè)想，研究人員在量子工程中同樣遇到相似的問題。 s0gJ f[  
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　　建設(shè)快速軌道所需的發(fā)光量子的形態(tài)是復雜的、同步的激光脈沖對被困在他們的鉆石芯片上的原子缺陷進行泵浦。本實驗相關(guān)研究的第一作者是Brian Zhou，并且與Christopher Yale，F(xiàn). Joseph Heremans，Paul Jerger共同合作研究。 ov1Wr#s  
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　　“我們發(fā)現(xiàn)，這些新的協(xié)議可以翻轉(zhuǎn)一個量子比特的狀態(tài)，從'關(guān)'到'開'，且比傳統(tǒng)方法快300%，”Awschalom說，同時他也是在阿貢國家實驗室的資深科學家�！霸诓僮髦忻考{秒進行調(diào)節(jié)對于減少量子的退相干的影響是至關(guān)重要的，”他說，指的是量子信息丟失在環(huán)境中這一過程。 '!pAnsXfO  
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　　來自康士坦茨大學的Guido Burkard教授和Adrian Auer0教授加入了Awschalom的研究小組，進行實驗的檢驗數(shù)據(jù)的部分工作。在基于鉆石的量子系統(tǒng)中，該領(lǐng)域領(lǐng)先的專家Burkard說：“對于這些在實驗室中的技術(shù)能夠轉(zhuǎn)換出來相關(guān)成果的希望是，即使當系統(tǒng)不是完全孤立情況下，仍是有效的�！� XQK^$Iq]V  
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　　研究人員希望他們的方法可以進一步應用在原子或不同系統(tǒng)之間，能夠?qū)崿F(xiàn)原子級的物理運動和量子態(tài)傳遞的快速、精確控制，并有益于量子學的相關(guān)應用，如安全通信和復雜系統(tǒng)仿真等。