量子計算和量子精密測量選哪個好一點

時間 2021-05-09 17:50:43

1樓:Oasisian

想了想還是想說些個人看法。

先上結論:基於金剛石色心的量子感測比量子計算要好一些。

正如高贊同學說的金剛石的qubit很難整合,nv之間的耦合困難,這是微加工技術的壁壘。之前主流做法是用nv和周圍的c13耦合或者做量子中繼。這也是半導體qubit的通病了,金剛石量子計算最大的賣點還是室溫大氣可以實現很長的T2。

除了nv還有好多其他種類色心,比如siv和SiC材料中的各種發光色心,但是這些色心counts都不高,也需要低溫支撐。

量子感測稍微好一點,早期就是把傳統nmr的測量原理套在單個電子或小原子核團簇上,而且有量子計算中比較成熟的相干性保護和儲存技術的加持。目前state of art的測量結果可以實現外部分子30nm尺度的化學位移測量(J.Wrachtrup science 2017),內部單個c13核的弱測量(C.

L.Degen nature 2019)和內部27個c13核的空間重構(T.Taminiau nature 2019)。

這種量子感測的瓶頸在於近表面色心的相干性和電荷穩定性decay的很厲害,影響測量精度,此外目前大家對金剛石的表面了解的太少(金剛石晶體本身是化學惰性的但是表面不一定。)。如果真的要真正推廣開或者擴大測量的適用體系個人感覺需要對金剛石表面做更清楚的研究和更精準的生長控制。

當然量子感測的適用範圍個人覺得已經大於高讚答主提到的那篇RMP了。不是所有的nv都有足夠好的相干性去玩兒花哨的操縱,也不是所有的測量都需要利用基於相干性的靈敏度。那三篇高壓的science就是最好的例子。

nv的優勢除了有金剛石這個惰性且堅固的外殼保護,主要因為它本身是寄宿於固體晶格的點缺陷,且測量方式可以由Hamilton量很好的描述。所以這種測量是微觀且定量的。

還有乙個方向是afm與nv的結合,不過可惜的是,目前的nv-afm是沒有什麼表面形貌分辨的,磁的空間分辨也比不上mfm和sp-stm這一點對於掃瞄探針領域來說是硬傷。

量子感測其實已經不算很新的東西了,只是國內在這個領域上最近開始有更多的人想加入(比較專業的有中科大杜江峰老師,港中文劉仁保和楊森老師)。現在quantum sensing發好文章的頻率已經不如前幾年了,而且本質上只是一直在微觀尺度demonstration一些已知的東西(不過能在微觀展示出一些巨集觀測量結果就很好了,畢竟要恰飯的嘛)。但前景還是很好的,畢竟它給出了很不一樣的測量方式,也提高了微觀上原位化學分辨的可能性。

至於文章,肯定是不好發的(當然如果去了lukin,hanson,wrachtrup這樣的大牛組也不一定)。讀博士重要的是開心,沒有興趣的話還是換個別的方向,做點兒啥不行非要做色心呢哈哈哈。

2樓:

主要看個人興趣吧,建議多看看相關綜述文獻。

兩個方向其實差別不太大,所用到的物理理論都較為相似。不過根據我聽的報告來看,國內似乎有相當一部分人不認可量子計算,我個人持保留態度,畢竟我也不太了解。精密測量也是目前較為熱門的方向,近幾年來發展迅速,據說可能是量子理論走向實際最可行的方向?

量子計算主要是利用量子態進行計算,而量子態對外界干擾是十分敏感的,因此如何更好的控制量子態則是量子計算中的乙個重要問題。而精密測量則恰恰相反,它利用的是量子態對外界的敏感,讀出外界微小的變化,從而測量所需的物理量。兩個方向都需要解決的問題就是如何降低外界噪音的影響。

因此,某種程度上,兩個方向的發展實際上是相輔相成的。

3樓:

………………以下是充滿偏見的原回答,不刪了,給自己留個教訓你確認不是來炫耀自己的專業性的嗎?

我完全不懂你說的是什麼,你覺得知乎上會有第二個人比你懂嗎?

聽上去這麼狹窄的領域,全世界的研究人員,到博士以上的,而且會中文上知乎還能看到這個問題的,能再有乙個嗎?就算有,估計就是你周邊的人,你早問過他們的意見了吧。

要不你寫點對普通人有用的科普發在這個回答之下也讓我們學習學習吧。

4樓:Candy King

都已經讀到博士生了,你自己就是最大的內行,這種東西還要問外行?要我這個外行說起來,NV CENTER這種東西本身就比較狹窄(相對來說),又不好做電路器件又不好做SCALE UP QUBIT,這方向裡面真的能分那麼細嗎?或者說,在乙個HYBRID致死是唯一出路的方向(以我這個外行看來),分了之後難道你不是永遠在SUPERPOSITION上呆著?

真的能經典地坍縮到乙個「只做量子計算完全不會做精密測量」的分支上去?

想在研究生階段起做量子計算和量子資訊的研究如何著手?

可可 巨集觀量子疊加態?你是指微觀粒子統計意義上的量子疊加態吧?那不過是坍縮之後的量子,因量多而形成的效果。根本沒有單個量子疊加態的存在是可以用來計算的。做做量子演算法,與物理幾乎無關,只是在做數學,可以玩兒。但如果去做量子計算機硬體,那就算了,你會感覺你不是在做物理,而是在鑽研玄學一般。 已重置 ...

量子力學和量子計算機之間相差多少?具體來說是相差哪幾個階段呢?

單從物理的角度來看。理論上的話,量子力學 量子資訊 量子光學 量子系統 腔光什麼的 這些才能說完成了量子計算的理論基礎。就重點講講離子阱。首先就有各種造阱的方法,比如Paul trap之類的。然後通過離子阱我們來得到量子計算中的量子門 quantum gate 門的fidelity 保真度?是乙個比...

為什麼量子力學不允許同時測量明確的位置和動量

孫昊 因為量子物理的乙個基本前提就是波函式,如果乙個粒子的位置和座標可以同時確定,那這個例子的軌跡就可以完全確定了,也就是乙個經典粒子,這直接違背量子力學的基本假設 剛看了費曼物理前幾章,說是要解釋電子為什麼沒有落入原子核而抵消,我們知道電子存在於原子中,而它以防止墜入原子核的最小速度晃動,因此無法...