中科大郭国平团队刷新半导体量子芯片世界纪录 - Science版

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Science版 - 中科大郭国平团队刷新半导体量子芯片世界纪录

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a****y
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【以下文字转载自 USTC 讨论区】
发信人: sunnyday (胖头鱼。按斤卖就赚了), 信区: USTC
标题: 中科大郭国平团队刷新半导体量子芯片世界纪录
发信站: BBS 未名空间站 (Fri Feb 8 11:53:54 2013, 美东)
http://news.xinhuanet.com/tech/2013-02/06/c_124328550.htm
http://www.edu.cn/cheng_guo_zhan_shi_1085/20130206/t20130206_90
中国科大刷新单电子晶体管量子运算速度世界纪录
单电子量子运算速度提高近百倍
固态量子芯片研究
我国刷新世界纪录
记者2月5日从中国科技大学了解到：由该校郭国平研究组主持的我国“超级973”
科技专项“固态量子芯片”研究日前取得重大突破，研究组成功地在“一个电子”上实
现10皮秒级（皮秒为时间单位，即10的负12次方秒）量子逻辑门运算，将原世界纪录提
高近百倍，为实现基于半导体的“量子计算机”迈出重要一步。
根据著名的摩尔定律推算，大约到2020年，每个晶体管将可能小到只有一个电子，
即单电子晶体管。据郭国平介绍，计算机的信息处理是通过“0”和“1”来表达信息，
这种表达通过开关的闭合来实现。一旦晶体管体积不断变小而出现“隧穿”效应，电子
可以直接从晶体管穿过去，将无法利用闭合来控制电子。据了解，目前世界上主要的计
算机芯片生产企业仍在想办法避免“隧穿”效应。郭国平表示，从长远来看，与其避免
不如加以利用，发展使用“量子运算”，直接利用单个电子的左右、上下等物理特性来
表示信息的“0”和“1”。
“计算机当中，任何复杂的运算都是通过单个比特和两个比特的运算操作构成的，
这就像建造房子只用圆砖和方砖一样。”郭国平介绍，这次研究组取得的成果就是单个
比特运算速度的突破，在一个电子上面完成10皮秒级用1个电子表达信息的两个元素“0
”和“1”的运算。此前，美国、日本相关研究机构曾实现千皮秒级别的电控半导体逻
辑门，郭国平等人的研究成果，将运算速度提升近百倍达到10皮秒量级，在将量子计算
从实验室演示推向实用化之路上迈出重要一步。日前，学术期刊《自然》子刊《自然通
讯》全文介绍了这一研究成果。
郭国平表示，我国于近年来启动“超级973”重大科技专项“固态量子芯片”项目
，力争在全球下一代计算机芯片竞争中占据主动。量子化芯片一旦应用到计算机当中制
造出“量子计算机”，计算机运行速度将呈几何级增长，处理数据的能力也将大大增强
。（记者钱伟）

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