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如何构建量子计算机
Andrea Morello 是新南威尔士大学量子工程科学教授，也是澳大利亚研究委员会 (ARC) 量子计算和通信技术卓越中心的项目经理，也是 2024 年澳大利亚研究委员会 (ARC) 桂冠研究员。他认为量子计算正处于一个岔路口。“要制造量子计算机，您仍然需要 […]
来源:宇宙杂志Andrea Morello是UNSW的量子工程科学教授，也是ARC量子计算和通信技术卓越中心的计划经理，以及2024年澳大利亚研究委员会（ARC）获奖者研究员。他认为，量子计算是在路上的叉子。
量子计算和通信技术卓越中心“要构建一台量子计算机，您仍然需要以二进制形式编码信息 - 零和一个形式，就像使用标准的经典计算机一样。例如，您的手机有一个芯片，其中包含硅中数十亿个微小的晶体管 - 晶体管就像是电子开关，要么开放或关闭。通过在开关上施加电压，您可以将零或一个。
对于量子计算机，您需要首先确定与零和一个物理对象进行编码 - 但是在这种情况下，您希望它们是量子系统，其中零和一个由对象的量子状态表示。找到这种量子状态的最自然的地方是在原子的范围内，按纳米的规模。
有很多方法可以做到。例如，您可以使用单电子进行操作。您可以制作一个很小的晶体管，该晶体管仅容纳一个电子，并在两个可能的位置将其固定在左侧，以编码一个零，右侧是零。
另一种方法是使用电子或核的自旋。什么是旋转？
就像每个基本粒子都有电荷（电子负，质子为阳性）一样，每个电子，每个质子，甚至每个中子都略有磁性。它创建一个磁性偶极子，一个磁场，例如在原子尺度上指南针的针头。您的零，一个可以是旋转，具体取决于磁偶极子是向北还是向南。
再次，有很多方法可以做到这一点，但是在澳大利亚决定的方式是在硅中使用相同类型的纳米电子设备，这些设备在古典计算机中使用。
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