美国普渡大学合成一种混合形态分子，其量子态可人为操纵。以此创造量子比特，将使半导体领域量子计算机的大门自此敞开。一种新创造的混合形态分子，其量子态可人为的操纵。这一突破性成果使得半导体领域量子计算机的大门自此敞开。研究报告发布于近日《自然•物理学》在线版上。
经典计算机的基本信息单位为比特，自50年前房间般大小的计算机问世以来，这种运作方式从未发生过改变。量子计算机则顾名思义，其基本信息单位为量子比特，运算对象是量子比特序列，其输入态和输出态为叠加态，可实现经典计算机不可能胜任的量子计算。
然而这是科学家们的一个梦，迄今无法实现的首要问题是无法操纵微观量子态。问题的高难度并非没有原因，溯回原理，这种量子态的形式十分奇异。埃尔温•薛定谔创立的“薛定谔猫”理论或可对其进行描述：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里，若镭发生衰变，将触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；若镭不发生衰变，猫就存活；而根据量子力学，镭可处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就应处于死猫和活猫的叠加状态。描述看似荒谬，但建立量子计算机的首要任务就是控制一种既非此态又非彼态的量子态。
迄今无法实现的首要问题是无法操纵微观量子态。问题的高难度并非没有原因，溯回原理，这种量子态的形式十分奇异。埃尔温•薛定谔创立的“薛定谔猫”理论或可对其进行描述：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里，若镭发生衰变，将触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；若镭不发生衰变，猫就存活；而根据量子力学，镭可处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就应处于死猫和活猫的叠加状态。日前，科学家们于最新的研究中发现，在新型分子中这种“薛定谔猫”态可通过改变晶体管的电压来控制。实验表明可在人工原子中控制电子的位置，并以此利用外加磁场去操纵量子态。根据设想制成的仿真模型显示，该新分子呈混合形态，其一端是常态球形，由天然砷原子组成，另一端则是二维平面的人工原子。如今的工业电子设备已达到能驱使单个原子的水平，只需控制电压，便能操纵一个电子去到分子的任一端，亦或处于两端的中间态。以此实现对量子态的控制进而创造量子比特。
现在，科学家们于最新的研究中发现，在新型分子中这种“薛定谔猫”态可通过改变晶体管的电压来控制。实验表明可在人工原子中控制电子的位置，并以此利用外加磁场去操纵量子态。
根据设想制成的仿真模型显示，该新分子呈混合形态，其一端是常态球形，由天然砷原子组成，另一端则是二维平面的人工原子。如今的工业电子设备已达到能驱使单个原子的水平，只需控制电压，便能操纵一个电子去到分子的任一端，亦或处于两端的中间态。以此实现对量子态的控制进而创造量子比特。
美国普渡大学电机与计算机工程院的专家表示，一直以来，大型量子计算机是座沾染着理想主义色彩的城堡，如今城堡的大门却已启开。科学家们虽然知道该新进展并不会让量子计算机即刻问世，但他们曾经的梦想如今真的已触手可及。
继丹麦著名物理学家尼尔斯•波尔在近一个世纪前提出氢原子模型后，美国莱斯大学物理学家领导的研究小组
美国莱斯大学物理学家领导的研究小组近日表示，他们成功地获得了直径接近
1913年，波尔首次创立了原子理论模型，他认为电子围绕着原子核进行圆周运动，如同行星环绕恒星飞行。波尔的模型引导人们更深入地认识了原子的化学和光学特性，他本人也因此在1922年获得诺贝尔奖。然而，波尔模型中关于电子在原子核周围分离轨道上进行环绕运动的观点最终被量子力学理论所取代，后者揭示电子并不具有精确的位置，而是呈现类似波动状态的分布。
研究小组负责人、莱斯大学物理学和天
实验中，研究人员首先使用激光器光波照射钾原子，让其处于高激发态。然后利用精细设计的一系列短电子脉冲来诱导原子形成一个精确的稳定构造，这时点状“固定”电子在远离原子核的轨道上绕核做圆周运动。研究人员表示，事实上这种状态的原子体积非常巨大，其直径接近
测量显示，呈“固定”状态的电子在多个轨道上，其行为同经典粒子所描述的十分类似。邓宁认为，他们的研究工作无论是对未来计算机的开发还是对经典和量子混沌学的研究，均具有潜在应用价值。
该研究得到了美国科学基金会、能源部和奥地利科学家基金会等机构的支持。