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人们普遍认为,量子技术利用了控制粒子行为的量子力学原理,粒子太脆弱,无法与我们通常使用的电子设策划总监备共存。但是芝加哥大学的科学家们最近宣布,根据物理学家组织的说法,量子态可以被集成到由碳化硅制成的普通电子器件中,并且可以很好地控制。最新的研究使利用光纤网络实现量子信息传输更近了一步。
在《科学与科学进步》发表的两篇论文中,由最新研究带头人、量子技术先驱大卫?奥萨隆(David o'saloon)领导的研究小组证明,他们可以通过电来控制嵌入碳化硅中的量子态。最新的突破可能为设计和制造量子电子器件提供了一种比科学家通常在量子实验中使用超导金属或钻石等奇异材料更为方便的方法。
奥萨隆指出,这些位于碳化硅中的量子态有一个独特的特点:它们可以发射波长接近电信频带的单个粒子(光子):“使这些光子非常适合通过光纤网络进行远距离传输。目前,全球90%的数据是通过这些光纤网络传输的。”
此外,当与现有的电子设备结合使用时,这些光子可以获得新的特性。例如,在一篇论文中,研究小组发明了一种所谓的“量子调频收音机”。量子信息可以远距离传送,就像音乐可以传送到汽车收音机一样。
此外,在《科学》杂志发表的一篇论文中,研究小组还解决了量子技术中的一个常见问题:噪声。
这篇论文的作者克里斯安德森(Chris Anderson)说:“所有半导体器件都含有杂质。在量子尺度上,这些杂质会产生一个有噪声的电环境,从而干扰量子信息,这也是量子技术领域的一个普遍问题”,但它们使用二极管使量子信号无噪声,几乎完全稳定。
目前,奥萨隆团队正在努力将量子力学的独特性质与经典半导体技术结合起来。”这是朝着能够在光网络中存储和分发量子信息的系统迈出的一步。”。这种量子网络将带来新的技术,最终让我们创造一个无法破解的通信通道,实现单电子态和量子互联网的隐形传送。”(记者刘霞)