美國密歇根州大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一款基于深奧的量子力學原理的計算機芯片。這款芯片將為新一代超級計算機的問世奠定基礎。 　　采用與開發(fā)普通計算機芯片相同的半導體制造技術，密歇根州大學的研究人員能夠在芯片內(nèi)捕獲一個原子，并利用電信號控制它。這一技術不適用于普通的臺式機或服務器，但是，量子計算機非常有前途，因為它能夠利用并行計算技術解決復雜的問題。 　　密歇根州大學的物理學教授克里斯托弗說，這是由量子力學的奇特性質(zhì)決定的。他解釋說，該芯片能夠在同一設備中同時處理多個輸入。根據(jù)量子力學，一個對象能夠同時具有二種狀態(tài)。量子計算機利用qubit存儲信息，一個qubit能夠存儲數(shù)字“0”或“1”，甚至是同時存儲這二者。 　　克里斯托弗表示，當向量子計算機中增加一個qubit，處理能力就會翻一番。因此，量子計算機能夠以比傳統(tǒng)計算機快指數(shù)級的速度處理數(shù)據(jù)。 　　帶電的原子(離子)被存儲在陷阱中，以分離qubit。這一過程對于量子計算機是至關重要的。問題是目前的離子阱只能存儲數(shù)個原子(或qubit)，而且不容易擴大規(guī)模，這使得生產(chǎn)能夠存儲數(shù)以千計或更多原子的量子芯片非常困難。從理論上說，一行這樣的原子能夠存儲數(shù)千比特的信息。 　　在密歇根州大學制造的芯片中，當施加電場時，離子被限制在一個阱中。激光能夠使離子的自由電子自旋，并使得在“0”、“1|狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。電子自旋狀態(tài)表明了qubit的值。 　　量子芯片采用了砷化鎵材料，利用與現(xiàn)有芯片相同的制造技術蝕刻而成。每個電極連接不同電壓的電源，不同電壓的電源可以控制離子的狀態(tài)。 　　這項研究工作的下一步將是制造擁有更多電極的更大的芯片，以便能夠存儲更多的離子。在掌握如何控制大量離子方面還有許多工作要做。克里斯托弗表示，它的難度要高于傳統(tǒng)的計算機芯片，但我們現(xiàn)在至少已經(jīng)掌握了其原理。他說，這類芯片架構是非常重要的，因為它展示了將量子計算機擴展為規(guī)模更大的系統(tǒng)的一種方法。它可以用于處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)，例如加密。