日本用光脉冲控制电子自旋 为量子计算机打下基础

东京１１月１３日电（记者钱铮）日本科学技术振兴机构１３日发表新闻公报说，国立信息学研究所科学家成功用光脉冲控制封闭在半导体纳米构造内的电子的自旋状态，这一成果为研制超高速量子计算机打下了基础。

公报说，研制量子计算机必须掌握控制储存量子信息的自旋状态的技术。这种自旋控制技术必须

具备三个要素，即自旋状态初始化（消去旧信息）、设定自旋状态（写入新信息）和检测自旋状态（读取信息）。

以往对电子自旋的控制一般采用电子自旋共振法，也就是用对应自旋基态和激发态之间能量差异的１吉赫兹至１０吉赫兹的微波脉冲进行控制。这种方法控制自旋所需的时间为几纳秒至几十纳秒，时间过长，这也成为研制量子计算机的一大障碍。

国立信息学研究所教授山本喜久的研究小组用频率万倍于微波的光脉冲代替微波，成功在１皮秒至１０皮秒（１皮秒等于千分之一纳秒）的瞬间，实现对自旋的控制。

这项成果刊登在本月１３日出版的英国《自然》杂志上。