我国科学家在量子计算研究中获重大突破

中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室杜江峰教授领导的研究小组和香港中文大学刘仁保教授合作，通过电子自旋共振实验技术，在国际上首次通过固态体系实验而实现了最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间。该成果发表在10月29日出版的国际权威杂志 《自然》上。杂志还专门撰文指出，杜江峰与其同事的研究，“被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源”，“朝实现量子计算迈出重要的一步”。

将量子力学和计算机科学结合并实现量子计算是人类的一大梦想。以分解500位的自然整数为例，目前最快的计算机需要用几十亿年才能完成，而用量子计算机，同样的重复频度，大约1分钟就可完成。量子计算的本质是利用量子的相干性，而在现实中，由于环境不可避免地会对量子系统发生耦合干扰，使量子的相干性随时间衰减，发生消相干，使计算任务无法完成。因此，为使量子计算成为现实，一个首要急需解决的问题就是克服消相干。

据杜江峰介绍，保持量子相干性理论上有多种方法，其中最优动力学解耦是最有效的方法之一。该方法通过一串精心设计的微波脉冲直接作用于自旋电子，让自旋电子反复翻转，“感受”到的外力上下翻转，消去电子自旋与环境中核自旋之间的耦合，保护电子自旋的量子相干性。研究人员用最多7个微波脉冲把一种叫丙二酸的材料里的电子自旋的相干时间从不足二千万分之一秒提高到了近三万分之一秒，这个时间已经能够满足一些量子计算任务的需要，为用固态材料研制出能在室温下使用的量子计算机奠定了基础。

（摘自 《科技日报》）