超密集量子计算机破局者：1 个锑原子存储 16 个量子态

IT之家 2 月 21 日消息，通常情况下，1 个量子位（qubits）对应 1 个量子态（quantum state），不过科学家近日找到了超密集量子计算机的方法，可以在 1 个锑原子上存储 16 个量子态。

悉尼新南威尔士大学（UNSW）的研究人员证明，锑（Sb）原子可以同时拥有 16 种量子态。

锑原子本身有 8 个量子态，此外其电子还能额外提供 2 个量子态，而通过叠加锑原子和锑电子，就能产生总共 16 种量子态，这就像未来的 3D NAND，每个单元可以写入 16 位数据。

科学家还表示可以通过四种不同的方式，控制锑原子和电子的量子态，从而改善量子位的效率。科学家表示可以通过磁场振荡来控制锑电子的量子态，通过磁共振或者电场来控制锑原子的旋转。

该研究的第一作者安德烈亚・莫雷罗教授说：

我们的研究课题方向更加复杂，速度相对也更慢，但优势是极端的信息密度。

每平方毫米拥有 2500 万个原子，而我们必须一个个地控制它们。利用磁场、电场或二者的任何组合来实现这一目标的能力，将为我们在扩展系统时利用它们提供许多可能性。

IT之家附上参考论文地址

• Fernández de Fuentes, I., Botzem, T., Johnson, M.A.I. et al. Navigating the 16-dimensional Hilbert space of a high-spin donor qudit with electric and magnetic fields. Nat Commun 15, 1380 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45368-y

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