光波加速超電流，讓超快量子計算成為可能_風聞

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編譯／雷鑫宇  審稿／阿淼  責編／張夢

研究人員利用基於太赫茲光的技術，極大推動了量子力學的應用發展。

光誘導超電流加速可使量子力學的應用更具可行性。

據eurekalert.org網站7月1日報道，在美國陸軍研究辦公室的支持下，愛荷華州立大學物理學與天文學教授Jigang Wang介紹了他在量子控制方面的新發現，該發現有望使基於量子力學的超高速計算更具可能性。

Wang主要提出了光誘導的無能隙超導等觀點。他説：“量子控制的超導性讓我非常着迷，但超導性需要的超低温條件限制了其發展。我們決定使用太赫茲光作為‘控制旋鈕’來加速超電流。”

太赫茲光波

超導性是一定條件下某些材料的無電阻特性。超導性需要的極端低温甚至有可能低於-400華氏度。而太赫茲光是一種超高頻率的光，從本質上講，它是短時間內發射的極強微波。

Wang等證實，太赫茲光可以用於控制超導態的部分基本量子特性，如宏觀超電流流動、破缺對稱性以及獲得某些可能被對稱性所禁止的高頻量子振盪。

這個觀點似乎既深奧又奇怪，但它卻有非常高的應用性。Wang等在《自然·光子學》中寫道：“光誘導的超電流為相干振盪等開闢了前進之路。”換句話説，這一發現可以幫助物理學家“通過推動超電流，製造出運算速度極快的量子計算機”。

如何控制量子世界的特性，並將其與現實世界的問題聯繫起來，成為當前的熱點課題。美國國家科學基金會（NSF）將“量子飛躍”納入了未來研發的“十大理念”。NSF認為，通過利用量子系統的相互作用，下一代傳感、計算和通信技術將更加精確和高效。而要達到這一目標，首先需要研究人員更加了解量子力學世界。

量子力學仍然是一個神秘的世界。

Wang及其合作者通過分工合作，發現了新的宏觀超電流流動狀態，並開發了量子控制開關，進而推進了量子科學的發展。研究人員認為，目前的研究將為未來通過太赫茲量子控制的光波超導技術開闢新方向。

期刊來源：《自然·光子學》

期刊編號：1749-4885

原文鏈接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/isu-pul070119.php

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