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近日，澳大利亚新南威尔士大学研究团队最近展示了一种新型量子比特的操作，称为“触发器”量子比特，它结合了单个原子的精巧量子特性和普通电脑芯片电信号的易控性，有望应用于大型量子处理器，可以促进大规模量子计算机的构建。
该团队是世界上首个证明利用电子自旋以及硅中单个磷原子的核自旋作为量子比特的单位。虽然两个量子比特本身都表现得非常好，但它们的运行需要振荡磁场。而磁场很难在单个量子计算机组件的典型纳米尺度上定位。
研究人员发现将量子比特定义为电子和原子核的上/下组合方向，可以允许仅使用电场来控制这样的量子位。这个新的量子比特被称为“触发器”，因为它由属于同一原子的两个自旋（电子自旋和核自旋）组成，条件是它们总是指向相反的方向。
该理论预测，通过相对于原子核置换电子，可对触发器量子比特的任意量子态进行编程。新研究以完美的准确性证实了这一预测。最重要的是，这种电子位移是通过向小金属电极施加电压而不是用振荡磁场照射芯片来获得的。其更类似于传统硅计算机中通常路由的电信号类型芯片。
理论研究表明，200纳米是快速和高保真量子操作的最佳距离。研究人员称，这一进展可能改变游戏规则，其允许在量子比特间插入各种控制和读出设备，使处理器更容易连接和操作。
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论文原文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add9408
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