美國密歇根州大學的研究人員已經開發了一款基于深奧的量子力學原理的計算機芯片。這款芯片將為新一代超級計算機的問世奠定基礎。 　　采用與開發普通計算機芯片相同的半導體制造技術，密歇根州大學的研究人員能夠在芯片內捕獲一個原子，并利用電信號控制它。這一技術不適用于普通的臺式機或服務器，但是，量子計算機非常有前途，因為它能夠利用并行計算技術解決復雜的問題。 　　密歇根州大學的物理學教授克里斯托弗說，這是由量子力學的奇特性質決定的。他解釋說，該芯片能夠在同一設備中同時處理多個輸入。根據量子力學，一個對象能夠同時具有二種狀態。量子計算機利用qubit存儲信息，一個qubit能夠存儲數字“0”或“1”，甚至是同時存儲這二者。 　　克里斯托弗表示，當向量子計算機中增加一個qubit，處理能力就會翻一番。因此，量子計算機能夠以比傳統計算機快指數級的速度處理數據。 　　帶電的原子(離子)被存儲在陷阱中，以分離qubit。這一過程對于量子計算機是至關重要的。問題是目前的離子阱只能存儲數個原子(或qubit)，而且不容易擴大規模，這使得生產能夠存儲數以千計或更多原子的量子芯片非常困難。從理論上說，一行這樣的原子能夠存儲數千比特的信息。 　　在密歇根州大學制造的芯片中，當施加電場時，離子被限制在一個阱中。激光能夠使離子的自由電子自旋，并使得在“0”、“1|狀態之間轉換。電子自旋狀態表明了qubit的值。 　　量子芯片采用了砷化鎵材料，利用與現有芯片相同的制造技術蝕刻而成。每個電極連接不同電壓的電源，不同電壓的電源可以控制離子的狀態。 　　這項研究工作的下一步將是制造擁有更多電極的更大的芯片，以便能夠存儲更多的離子。在掌握如何控制大量離子方面還有許多工作要做。克里斯托弗表示，它的難度要高于傳統的計算機芯片，但我們現在至少已經掌握了其原理。他說，這類芯片架構是非常重要的，因為它展示了將量子計算機擴展為規模更大的系統的一種方法。它可以用于處理大規模的數據，例如加密。