科技日報訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月28日報道，一種常見的藍色染料或許能在量子計算機中發(fā)揮重要的作用，相關(guān)論文發(fā)表在《自然》雜志上。

這種染料名為酞菁銅（CuPc），其分子與葉綠素分子類似，是一種低成本有機半導(dǎo)體材料，應(yīng)用范圍十分廣泛，在許多家庭用品中都可以看到。更重要的是，它可以加工成薄膜，能夠很容易地用于電子設(shè)備當中。類似的材料此前已經(jīng)被證明具有顯著優(yōu)勢。

新研究中，英國倫敦大學(xué)學(xué)院納米技術(shù)中心和加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，酞菁銅的電子可以保持疊加狀態(tài)，即它能實現(xiàn)同一時刻具有兩種狀態(tài)的量子效應(yīng)。而更令人驚訝的是，這種量子疊加狀態(tài)還能保持相當長的時間，這意味著這種染料分子具有用于量子技術(shù)的潛力。

量子計算機運行需要精確控制微小的量子比特，它類似于二進制計算機中的0和1。要將普通比特和量子比特區(qū)分開來，就看其是否能夠?qū)崿F(xiàn)量子疊加狀態(tài)。而量子疊加狀態(tài)延續(xù)的時間長短則能告訴人們候選量子比特在量子技術(shù)中的價值。如果這個時間足夠長，量子數(shù)據(jù)的存儲、處理和傳輸便能夠成為可能。

論文第一作者、英國倫敦大學(xué)學(xué)院納米技術(shù)中心的馬克·華納說：“量子計算機能夠進行大規(guī)模、高強度、高精確度的運算。理論上，一臺量子計算機能夠輕松解決普通計算機連續(xù)運算幾十億年都無法解決的問題。我們的研究顯示，這種普通的藍色染料在量子計算上的潛力甚至超過了許多先前曾考慮用于量子計算的人工合成材料。”

華納進一步解釋稱，酞菁銅的結(jié)構(gòu)及其能級特點決定了它具有很多優(yōu)良的特性。這些特性已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用：如利用其光電導(dǎo)性可以制備出性能優(yōu)良的液晶光閥；利用其氣敏性可制備出靈敏的氣體傳感器；利用其光伏效應(yīng)可制備出廉價的太陽能電池。而在量子計算領(lǐng)域，它能夠利用電子的自旋而不是它們的電荷來存儲和處理信息，對傳統(tǒng)的量子技術(shù)而言這非常難得。另外，這種染料吸收可見光的能力極強，物理和化學(xué)屬性容易改變，因此，與其他材料相比其磁電性能更容易被控制和設(shè)計。

華納表示，酞菁銅的特殊性質(zhì)對于新型的量子計算和量子工程領(lǐng)域無疑是一大財富，未來科學(xué)家們或許還能從中發(fā)現(xiàn)更多有趣的屬性。（王小龍）

新聞來源：http://www.wokeji.com/qyts/1_qykj/201310/t20131029_312994.shtml