美国科学家在量子计算机领域获得新的突破

　　新华网洛杉矶4月25日电（记者陈勇）美国俄亥俄州立大学研究人员25日说，他们成功地使相干激光在玻璃芯片上构成了一个个“原子陷阱”，理论上每个“原子陷阱”能捕捉一个气态铷原子。研究人员说，这一进展向将来设计建造量子计算机前进了一大步。

　　俄亥俄州立大学副教授格雷格·拉菲亚蒂斯等人在《物理评论Ａ》杂志上发表论文说，当前制造量子计算机的一个思路是首先将原子捕捉住，这样就能通过激光操作来读写量子状态。其他研究人员在实现这一思路时，都试图用自由空间的一个封闭“笼子”来捕捉原子，但目前在实践上要操作“笼子”中的原子有一定困难。

　　拉菲亚蒂斯等人通过另一种方式来捕捉原子。他们用两束相干激光在一块玻璃芯片的表面涂层内纵横相交，由于光的相干作用，芯片上形成肉眼看不到的激光的波峰和波谷，犹如一个个“鸡蛋格”，“鸡蛋格”的最中央是一个大小相当于原子、被电场包围的空洞。研究人员说，每个空洞可以捕捉住一个铷原子，然后用单束的激光就可以操纵原子，实现量子计算。

　　这一设计与目前激光唱片存储数据的方式非常相似。拉菲亚蒂斯说，用平面芯片上的激光“陷阱”捕捉原子比用空间中的“笼子”更具有可操作性。他们已经制造出了这样的芯片，并使用磁场成功地使10亿个铷原子形成豌豆大小的原子云。目前，他们正试图操作原子云运动到芯片上方，理论上，当铷原子云到达芯片上方时就会自动落入“激光陷阱”。

　　传统计算机是通过二进制位“0”和“1”来表示信息，一个字节要么是“0”，要么是“1”，而如果用量子状态表示信息，一个量子位就可以表达两者兼有的状态。按照这一构思，量子计算机的信息处理和存储能力比目前的计算机将有质的飞跃。据研究人员估计，要实现目前最新型计算机的功能，只需要1000个量子位，因此量子计算机成为当前的研究热点。

　　拉菲亚蒂斯等人说，如果他们的设计成功，将极大地推动量子计算机的设计制造，但真正应用到实际中将至少是2年之后的事情了。