美國密歇根州大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一款基于深奧的量子力學(xué)原理的計(jì)算機(jī)芯片。這款芯片將為新一代超級計(jì)算機(jī)的問世奠定基礎(chǔ)。 　　采用與開發(fā)普通計(jì)算機(jī)芯片相同的半導(dǎo)體制造技術(shù)，密歇根州大學(xué)的研究人員能夠在芯片內(nèi)捕獲一個(gè)原子，并利用電信號控制它。這一技術(shù)不適用于普通的臺式機(jī)或服務(wù)器，但是，量子計(jì)算機(jī)非常有前途，因?yàn)樗軌蚶貌⑿杏?jì)算技術(shù)解決復(fù)雜的問題。 　　密歇根州大學(xué)的物理學(xué)教授克里斯托弗說，這是由量子力學(xué)的奇特性質(zhì)決定的。他解釋說，該芯片能夠在同一設(shè)備中同時(shí)處理多個(gè)輸入。根據(jù)量子力學(xué)，一個(gè)對象能夠同時(shí)具有二種狀態(tài)。量子計(jì)算機(jī)利用qubit存儲信息，一個(gè)qubit能夠存儲數(shù)字“0”或“1”，甚至是同時(shí)存儲這二者。 　　克里斯托弗表示，當(dāng)向量子計(jì)算機(jī)中增加一個(gè)qubit，處理能力就會翻一番。因此，量子計(jì)算機(jī)能夠以比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)是至關(guān)重要的。問題是目前的離子阱只能存儲數(shù)個(gè)原子(或qubit)，而且不容易擴(kuò)大規(guī)模，這使得生產(chǎn)能夠存儲數(shù)以千計(jì)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(xué)制造的芯片中，當(dāng)施加電場時(shí)，離子被限制在一個(gè)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(shù)蝕刻而成。每個(gè)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(xiàng)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?？死锼雇懈ケ硎荆碾y度要高于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)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(gòu)是非常重要的，因?yàn)樗故玖藢⒘孔佑?jì)算機(jī)擴(kuò)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。