科学家向建造量子计算机迈步
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设备的核心是一个可以在两种状态之间切换的原子。仅通过光纤从右侧或左侧发送单个粒子的光或光子来设置状态。作为响应，原子然后相应地反射或传输下一个入射光子。例如，在一种状态下，来自右侧的光子在其通向左侧的路径上继续，而来自左侧的光子向后反射，导致原子态翻转。在这种反转状态下，原子让来自左边的光子继续沿同一方向，而来自右边的任何光子都向后反射，再次将原子状态翻转回来。这种基于原子的开关仅由单光子操作 - 无需额外的外部场。
“从某种意义上说，该器件作为电子晶体管的光子等效物，可以切换电流以响应其他电流，”魏茨曼研究所量子光学组负责人巴拉克大雁博士说，包括伊塔什莫罗尼，谢尔盖罗森布鲁姆， 尤利亚洛夫斯基，加布里埃尔·古登德曼，化学系化学物理系。光子不仅是包含信息流的单元，还包括控制设备的单元。
通过结合两种最先进的技术，这一成就成为可能。一个是激光冷却和原子捕获。另一种是制造基于芯片的超高质量微型光学谐振器，它们直接耦合到光纤。位于魏茨曼研究所的达扬实验室是世界上少数掌握这两种技术的实验室之一。
开发量子计算机的主要动机是叠加的量子现象，其中粒子可以同时存在于许多状态，可能能够并行处理大量数据。然而，叠加只能在没有观察或测量系统的情况下持续，否则它会崩溃到单个状态。因此，光子是量子系统之间最有希望的通信候选者，因为它们根本不相互作用，并且与其他粒子的相互作用很弱。
达扬：“构建量子计算机的道路仍然很长，但我们构建的设备展示了一个简单而强大的系统，该系统应适用于此类计算机的任何未来架构。在目前的演示中，单个原子用作光子的晶体管 - 或双向开关 - 但在我们未来的实验中，我们希望扩展仅适用于光子的器件类型，例如新型量子存储器或逻辑门。“
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