簡介
液態核磁共振量子電腦(Liquid-state nuclear magnetic resonance quantum computer, liquid NMR QC)是利用液態之核磁共振(NMR)技術實現量子計算機 (量子電腦)的一項方案,為當前較為成功的量子電腦物理系統之一。
其屬於系綜量子電腦(ensemble quantum computer)類別,在一些學派的觀念底下,因為不是對單一量子位元進行操控,而不認為是真正的量子電腦。
目前液態核磁共振量子電腦主要是採用自旋1/2的核子,例如質子(氫核)、碳13核、氟19核等,主要考量是僅為磁偶極而弛緩時間或量子脫散時間較長,仍夠保持量子資訊的量子態較久。這些核的原子為有機分子中的成分原子,彼此透過化學鍵間的J耦合(標量耦合)互相影響;J耦合亦是此類量子電腦中進行量子計算中受控反閘(controlled NOT gate, C-NOT)的來源機制。
目前較成熟的系統可達到7個量子位元的操作,而10個以上的量子位元,據稱即將可以商業性購得。艾薩克·莊群組在2001年《自然》雜誌的論文利用了7個量子位元的液態磁振量子電腦進行了秀爾算法,對15做因式分解為3和5的示範,為一代表作。然而實際上並非真正達成,而是透過一些技巧性的方式簡化問題來做出展示。
核磁共振
核磁共振( NMR, Nuclear Magnetic Resonance)是基於原子尺度的量子磁物理性質。具有奇數質子或中子的核子,具有內在的性質:核自旋,自旋角動量。核自旋產生磁矩。NMR觀測原子的方法,是將樣品置於外加強大的磁場下,現代的儀器通常採用低溫超導磁鐵。核自旋本身的磁場,在外加磁場下重新排列,大多數核自旋會處於低能態。我們額外施加電磁場來干涉低能態的核自旋轉向高能態,再回到平衡態便會釋放出射頻,這就是NMR訊號。利用這樣的過程,可以進行分子科學的研究,如分子結構、動態等。
量子計算機
量子計算機(英語:quantum computer)是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。不同於電子計算機(或稱傳統計算機),量子計算用來存儲數據的對象是量子比特,它使用量子算法來進行數據操作。馬約拉納費米子反粒子就是自己本身的屬性,或許是令量子計算機的製造變成現實的一個關鍵。
參見
•量子電腦
•核磁共振
•量子計算
•量子資訊
•核磁共振量子電腦(Nuclear magnetic resonance quantum computer)