前沿科技之超材料量子點(diǎn)帶來(lái)量子計(jì)算

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這種超材料就是分層的銀和鈦氧化物，還有一些微小組分，稱為量子點(diǎn)，會(huì)極大地改變光的屬性。光會(huì)成為“雙曲線”，從而增加量子點(diǎn)的光輸出。

這種材料可以用于太陽(yáng)能電池，發(fā)光二極管和量子信息處理，計(jì)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)今天的電腦。

“使用超材料，改變表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這就帶來(lái)了全新的光控方法，”伊夫杰尼 納里馬諾夫（Evgenii Narimanov）說(shuō)，他是普渡大學(xué)（Purdue University）電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授。

詳細(xì)研究結(jié)果在4月13日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究論文，題為《拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的超材料》（Topological Transitions in Metamaterials）。

# D  l, y' ?7 v$ f3 A' ]/ Z& A 這種超材料可以使用單光子，就是這種微小的粒子構(gòu)成光，在未來(lái)的計(jì)算機(jī)中，可以用它來(lái)進(jìn)行交換和路由。雖然使用光子會(huì)大大加快計(jì)算機(jī)和通信，但是，傳統(tǒng)的光子器件不能小型化，因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)是太大，無(wú)法適應(yīng)所需的微小元件，用于集成電路。

7 r# r2 Y7 b4 P( Y “例如，電信使用的波長(zhǎng)為1.55微米，這就比今天的微電子大了約1000倍，”納里馬諾夫說(shuō)。
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  R9 V# }% k7 l4 y 他說(shuō)，但是，納米結(jié)構(gòu)的超材料可以減少光子的尺寸和光的波長(zhǎng)，從而創(chuàng)造新型納米光子器件。

0 F( F8 C/ l2 ~2 [5 m4 i 這項(xiàng)研究是一項(xiàng)合作，研究人員來(lái)紐約市立大學(xué)昆斯學(xué)院（CUNY：Queens and City Colleges of City University of New York），普渡大學(xué)和阿爾伯塔大學(xué)（University of Alberta）。實(shí)驗(yàn)研究是由紐約市立大學(xué)的研究小組領(lǐng)導(dǎo)的，而理論工作是在普渡大學(xué)和阿爾伯塔大學(xué)進(jìn)行。
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科學(xué)論文的作者是紐約市立大學(xué)的研究人員哈里什N.S. 克里希納木提（Harish N.S. Krishnamoorthy），維諾德M. 梅農(nóng)和（Vinod M. Menon），以及伊洛娜 克萊奇瑪（Ilona Kretzschmar）；阿爾伯塔大學(xué)研究人員祖賓 雅各布（Zubin Jacob）和納里馬諾夫。祖賓以前是普渡大學(xué)博士生，與納里馬諾夫一起工作。

- j; N# u* ]2 D9 x 這種方法有助于研究人員開(kāi)發(fā)“量子信息系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)強(qiáng)大得多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)今天的電腦。這種量子計(jì)算機(jī)會(huì)利用量子理論所描述的一種現(xiàn)象，就是所謂的“糾纏”。不是只有一和零的狀態(tài)，而是有許多可能的“糾纏量子態(tài)”存在于其間。

1 d( P2 O8 C( B 這項(xiàng)研究資金來(lái)自國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）和美國(guó)陸軍研究辦公室（U.S. Army Research Office）。
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   國(guó)內(nèi)的為什么不也這么自由自在的玩呢？難道要很高的硬件要求。