未來的單電子電路由量子點網絡構成，這需要一種機制，能夠將電子從電路的一個功能部分傳輸至另一個部分。據美國物理學家組織網9月21日報道，英國劍橋大學的研究人員找到了一種新方法，可使單個電子在兩點間往返運動，如同打電子“乒乓球”一般。這一進展或可為量子信息的傳輸提供重要的技術支持，可能成為研發量子計算機的重要一步。相關研究報告將發布在9月22日出版的《自然》雜志上。

      以參加派對為例，當你想要穿過擁擠的人群走到房間的另一端去和某個朋友說話時，你需要不停避開面前的人群，或是停下來，與幾個朋友寒暄一番，待走到目的地時，怕是早已忘記了自己想說什么。如果有一條通道，可以讓你越過喧鬧的人群，直接到達目的地，豈不美哉？

      與上述情況類似，電線傳導電流時單個電子在其中并不是直線往前移動，從一端直達另一端，而是在一大群電子中擠來碰去，沿著復雜蜿蜒的路徑行進。這在電子運送信息時就成了問題，可能出現量子態缺失連貫性的情況，導致其攜帶的量子信息丟失。

      為了解決這一難題，劍橋大學卡文迪什實驗室的研究人員在砷化鎵材料中構建了兩個量子點，并在兩點之間建立起一個高能通道。電子在其間運動，就相當于越過了其他電子，從而實現了單個電子在兩個量子點之間的快速傳輸。此外，傳輸的方向還可以反轉，相當于像打乒乓球一樣將這個電子“拍”回來。研究數據表明，可使同一個電子前后往復移動60余次而不出現差錯，無失誤移動的累積距離可達0.25毫米。這樣，局限于量子點之間的通訊就可擴展到分散的量子信息處理部件和設備的集成，例如在量子計算機的處理器和存儲器之間建立通訊線路，進行量子比特的傳送等。

      研究主導人員克里斯?福特說，此項成果增加了量子計算機發展的技術可能性。雖然有關量子計算機的研究多如牛毛，但此前有關連接計算機內不同部件的成就卻少之又少。盡管新研究尚未顯示電子是否可以記住自己的量子態，但這種設想十分有可能。同時，以此種方式運動的單個電子會較少受到干擾，有利于保持其所攜帶的量子信息，在量子計算機的設計中，可以用這種方式來構建處理器和存儲器等部件之間的通信線路。而通過分離對于量子比特的操控和測量，并提供在電路內各部分傳送電子的途徑，能有效降低量子計算機的不連貫性和電路的復雜性。