光波加速超电流，让超快量子计算成为可能_风闻

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编译／雷鑫宇  审稿／阿淼  责编／张梦

研究人员利用基于太赫兹光的技术，极大推动了量子力学的应用发展。

光诱导超电流加速可使量子力学的应用更具可行性。

据eurekalert.org网站7月1日报道，在美国陆军研究办公室的支持下，爱荷华州立大学物理学与天文学教授Jigang Wang介绍了他在量子控制方面的新发现，该发现有望使基于量子力学的超高速计算更具可能性。

Wang主要提出了光诱导的无能隙超导等观点。他说：“量子控制的超导性让我非常着迷，但超导性需要的超低温条件限制了其发展。我们决定使用太赫兹光作为‘控制旋钮’来加速超电流。”

太赫兹光波

超导性是一定条件下某些材料的无电阻特性。超导性需要的极端低温甚至有可能低于-400华氏度。而太赫兹光是一种超高频率的光，从本质上讲，它是短时间内发射的极强微波。

Wang等证实，太赫兹光可以用于控制超导态的部分基本量子特性，如宏观超电流流动、破缺对称性以及获得某些可能被对称性所禁止的高频量子振荡。

这个观点似乎既深奥又奇怪，但它却有非常高的应用性。Wang等在《自然·光子学》中写道：“光诱导的超电流为相干振荡等开辟了前进之路。”换句话说，这一发现可以帮助物理学家“通过推动超电流，制造出运算速度极快的量子计算机”。

如何控制量子世界的特性，并将其与现实世界的问题联系起来，成为当前的热点课题。美国国家科学基金会（NSF）将“量子飞跃”纳入了未来研发的“十大理念”。NSF认为，通过利用量子系统的相互作用，下一代传感、计算和通信技术将更加精确和高效。而要达到这一目标，首先需要研究人员更加了解量子力学世界。

量子力学仍然是一个神秘的世界。

Wang及其合作者通过分工合作，发现了新的宏观超电流流动状态，并开发了量子控制开关，进而推进了量子科学的发展。研究人员认为，目前的研究将为未来通过太赫兹量子控制的光波超导技术开辟新方向。

期刊来源：《自然·光子学》

期刊编号：1749-4885

原文链接：

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

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