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《生物模拟激发的核心天篷量子点:被困在空间中的离子激发了动能的荧光转换。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-10-19

  • 紧密填充的空心球体，通过柱子连接到一个CdSe量子点(QD)核心产生离子通过的通道。这个特殊的结构是由cdse@卡巴(O)@cl/N(Caprylyl)3Me1表示的，表明在由carboranyl球体(carboranyl膦酸盐、碳水化合物(O)和CdSe核心组成的林冠之间的通道中存在氯离子。由于紧密的包装，球体产生开口。由于N(Caprylyl)3Me1作为一个插头，这些转换为盖茨。cdse@卡巴(O)@cl/总成是带负电荷的，因为Cd正电荷在数量上超过了由于Se，磷化酸，以及非常重要的，被困的氯离子，负荷量由阳离子表面活性剂得到补偿。结果表明，这种协同效应产生了一种前所未有的现象，即动态荧光切换。人们观察到，这些材料的亮度会发光，然后失去其亮度，在动能的作用下，会发光，回到最大的能量。这个过程会持续很长一段时间，至少会持续半年。在QDs中这种新型的架构被命名为“核心天棚QDs”。在这种情况下，本研究证明了一种特性，即动力学荧光转换，是在QDs通道中捕获Cl的结果，但其他的特性可以通过对阴离子的明智选择，甚至是将空心球与地面连接起来的柱子来设想。

    ——文章发布于2017年10月17日

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    • 综述： 据最新的一项报道，将来超导量子计算机的建设者或许可以从半导体器件中学到点一点东西，通过利用自然世界和半导体行业的好点子，研发人员或许能够大大简化由半导体构建的量子设备的操作。他们称这位‘半导体激发’的方法，并认为这能够为提高超导量子电路提供有用的指南。 根据最近一周自然通讯期刊的报道，将来超导量子计算机的建设者或许可以从半导体器件中学到点一点东西，通过利用自然世界和半导体行业的好点子，研发人员或许能够大大简化由半导体构建的量子设备的操作。他们称这位‘半导体激发’的方法，并认为这能够为提高超导量子电路提供有用的指南。 超导量子比特，或者称量子位是由超导器件（比如导线、电容或非线性电感）组成的电路，这种电路对于电流来说电阻为零。从零开始设计这些电路提供了极大的灵活性，向实现全面的量子计算机又走进了一步，另一方面，从半导体材料比如超高纯度硅中发现的量子比特为量子计算提供了很好的性能，比如较长的量子存储时间和更快的两个量子比特逻辑门。这些优点也有一定的限制，但是这些限制引起了半导体领域的创造性的解决方案。 物理科学实验室和马里兰大学帕克分校的Yun-Pil Shim和Charles Tahan也在探索来源于半导体量子的创意对设计超导量子计算机更好的方法是否有用，首先第一步，他们想要对最先进的超导量子比特应用新颖的控制方法，他们发现可以通过使用从半导体量子比特领域发展而来的解决方案，消除最昂贵的控制开销之一的微波源。值得注意的是，他们发现了一个更高效地超导量子比特的实现方法，使得比原始的半导体方法更容易实现。 “如果可以在人造超导电路上模拟半导体量子的属性，就可以两全其美，” Tahan说，“在海量参数中，有时候自然是最佳的指南。” 量子比特可以在许多不同的物理平台上实现，比如超导电路或电子自旋。自选是粒子的量子特性，物理学家通常认为粒子是小的磁体，可以指向外加磁场的方向，这导致了量子0和1的叠加态，这是量子比特的关键特征。在一些系统中，因为这些自旋量子比特不受常见的噪声源如电场的影响，所以能够鲁棒地携带量子信息。 自旋和超导量子比特以相似的方式控制，考虑到量子比特逻辑门，微波射线能够驱动两者的两个量子位之间的转换。但是半导体自旋量子比特也是不同的，他们通常与环境有着弱耦合，引起长的记忆时间但是缓慢的量子逻辑门。另外，自旋量子比特非常小，使得他们易受临近自旋的影响。 通过研发“全电气”的方案实现量子计算，可以解决以上两个问题，这种方法使用多个物理自旋代表一个量子比特，这种“经过编码”的量子比特操作由物理自旋之间的成对的相互作用完成。每一个量子比特编码至少需要三个自旋电子，需要大量的物理脉冲实现一个编码的逻辑门，很显然这对于量子计算来说代价太大了，特别是脉冲不是完美的时候。 Shim和Tahan表示编码的量子的方法比特甚至比超导量子比特更好。事实上，他们发现称为transmons或fluxmons的超导量子位可以单独调整，每个编码量子比特仅仅需要两个物理量子比特。更重要的是，编码逻辑门的时间和错误率并没有改变很多。举个例子来说，受控非门在半导体自旋中大概需要20对量子比特作用才能完成，Shim和Tahan表示相似的二量子比特门仅仅需要两个二量子比特脉冲就能实现，这意味着所有的量子比特逻辑门可以由快速的直流脉冲实现，而不需要依赖于微博激发的量子比特旋转。 文章的作者称他们的方案可以由目前的超导量子比特和控制方法实现，但是仍然存在一些开放性的问题，编码方案中，初始化量子比特可能是噪声，无处不在的“transmon”量子比特性能可能被新型的“fluxmon”或 “fluxonium”量子比特类型超过。 量子计算机必须保存外部干扰的量子比特一个计算进程的时间，尽管超导量子比特的质量发展很快（量子比特的生存期超过了100微秒，远远超过十年前的10纳秒），量子比特逻辑门错误率仍然受金属、绝缘体和整合这些设备的接口的损耗的限制。这些同样限制了提出的编码方案的性能，在这些基础设备问题上还有巨大的进步空间。 通往全面量子计算的道路上的一个关、关键目标是“容错”量子纠错的示范，在一个包含由许多物理量子比特的逻辑量子比特上重复纠错能够降低物理量子逻辑门的错误率。去除微波控制的需求和其他量子编码方案的优势，可以很容易地用超导量子比特实现逻辑量子比特，虽然作者相信这代表着进步，他们建议近距离关注自旋量子比特可以获得额外的发展进步
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    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
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