由剑桥大学科学家Alessandro Rossi博士和阿德莱德大学的Giuseppe Tettamanzi博士领导的跨国研究团队开发了一种突破性的单电子泵。他们的工作成果于2018年6月19日发表在Nano Letters期刊上。
“在量子计量学中，半导体单电子泵用于产生精确的电流，目的是实现安培的新兴量子标准，” Rossi博士、Tettamanzi博士及其他来自阿尔托大学和新南威尔士和拉脱维亚大学（Aalto University and the Universities of New South Wales and Latvia）的同事们声称。“迄今为止，基于静电定义的可调谐量子点的泵在快速准确的电荷转移方面表现出最有前景的性能。” “然而，在超过大约1 GHz的频率下，精度通常会降低。”
该团队开发的单电子泵每秒可产生10亿个电子，并可运用量子力学逐个控制。此方法如此精确，科学家已经能够用他们的仪器来测量当前电子设备的局限性。
“实现对这些纳米系统中电子的完全控制将极大地有利于量子计算机的大规模的实际运用，”Tettamanzi博士说。“当然，自从电力被发现以来，我们在过去的150年里一直在控制电子。但是，在这个特殊情况下，旧的物理规则可能不再适用。”
在Nano Letters的论文中，科学家们还报告了以前从未见过的电子行为观察结果。对于世界各地从事量子计算的人来说，这是一个重要发现。
“量子计算，或更广泛的量子信息处理，将使我们能够解决在经典计算系统下无法实现的问题，”Tettamanzi博士说。“它以接近原子的尺度运行，在这种尺度下，正常的物理学规则会消失，量子力学开始发挥作用。”
“传统计算适用于以1和0系列写入的指令和数据； 在量子计算中，每个可能的值都在0到1之间。因此，我们可以指数倍地增加同时进行的计算次数。” “这项研究使我们更接近与可靠、高性能的量子计算。”他说。
