2007年10月10日
科学家在佛罗里达州立大学的国家高磁场实验室和大学的化学和生物化学系已经引入了一种可能是未来计算机的新材料。
该材料 - 一种由元素，氮和氧以及铬离子制成的化合物 - 可以提供技术突破，从而导致新的量子计算技术的发展。量子计算机将利用原子和分子的力量执行记忆和处理任务，远远超出当前计算机的功能。该研究最近发表在《物理评论信》上，《物理学上的顶级杂志》。
“量子信息技术领域处于起步阶段，我们的工作是这一引人入胜的领域的又一步，”磁铁实验室的博士后助理，本文的主要作者萨里莎·内鲁特拉（Saritha Nellutla）说。
半导体技术即将达到其性能限制。多年来，处理器缩小了当前的大小，计算机芯片的组件比人头发的厚度小1000倍。在那些很小的尺度上，量子效应 - 在原子和亚原子水平上发生的物质的行为 - can开始起作用。通过利用这些行为，科学家希望将计算提升到一个新的水平。
在当前计算机中，基本信息单元是“位”，其值可能为0或1。在所谓的量子计算机中，目前仅在理论上存在，基本单元是“ Qubit”（缩短了量子位）。量子量不仅可以具有0或1的值，而且可以同时使用的各种组合（包括0和1），这意味着量子计算机可以比当前的计算更有效地执行某些计算。
科学家如何意识到理论量子的承诺尚不清楚。已经提出了各种设计和路径，一个非常有前途的想法是使用称为“旋转”的微小磁场。旋转与电子和各种原子核有关。
磁铁实验室科学家使用高磁场和微波辐射来在新材料的旋转上“操作”，以指示可以控制自旋多长时间。根据他们的实验，该材料可以在10微秒内实现500次操作，然后再失去其保留信息的能力，从而使其成为量子的良好候选者。
将这种旋转进行工作会引入一场技术革命，因为除了电荷外，电子的旋转状态还可以用于携带，操纵和存储信息。
FSU化学和生物化学教授，本文的作者之一纳雷什·达拉尔（Naresh Dalal）说：“这种材料非常有前途。”“但是，在将其适合在设备中使用之前，还需要其他合成和磁性表征工作。”