資料圖：杜江峰院士
新華社合肥4月28日電（記者徐海濤）記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士課題組利用金剛石中的自旋作為量子處理器，近期在室溫大氣條件下實現(xiàn)了基于固態(tài)單自旋體系的質(zhì)因數(shù)分解量子算法，向建造室溫固態(tài)量子計算機邁進了重要一步。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》日前發(fā)表了該成果。
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上世紀(jì)九十年代，美國學(xué)者提出了基于量子計算機的質(zhì)因數(shù)分解算法——Shor算法，從理論上證明，在當(dāng)前最快的計算機上需要上萬年才能完成的計算任務(wù)，量子計算機瞬間即能完成。但是，Shor算法基于傳統(tǒng)的量子線路模式，由于實驗難度太大，目前使用Shor算法分解的最大數(shù)僅是21。
近年來，中科大杜江峰課題組開展了采用絕熱量子計算這一新型的量子計算模式來實現(xiàn)量子質(zhì)因數(shù)分解的研究，在核磁共振實驗體系中先后實現(xiàn)了21和143的量子質(zhì)因數(shù)分解，創(chuàng)造了當(dāng)時量子質(zhì)因數(shù)分解的世界紀(jì)錄。
在最新完成的這項工作中，杜江峰課題組利用金剛石中的自旋作為量子比特，首次在室溫大氣條件下實現(xiàn)了基于固態(tài)單自旋體系的量子分解算法。研究人員以分解35作為例子，完整演示了絕熱量子分解算法的整個過程，并以高保真度得到了問題的解。為了克服金剛石單自旋量子相干時間不夠長的問題，研究人員發(fā)展了核與電子雜化體系的優(yōu)化控制技術(shù)，提高了量子演化過程的保真度。這一優(yōu)化控制技術(shù)具有普適性，將可以應(yīng)用于其他自旋體系。
據(jù)介紹，金剛石單自旋是目前極具潛力建造室溫固態(tài)量子計算機的實驗體系，該工作展示了在這一體系中實現(xiàn)復(fù)雜量子算法的能力，向建造室溫固態(tài)量子計算機邁進了重要一步。
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