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量子力学承诺更快和更强的计算机，但是还需要基础逻辑功能的量子版本才能让这项技术得以实现。来自剑桥大学和欧洲东芝研究公司的研究者们朝着这个目标前进了一步，他们制造出全半导体的量子逻辑门——一个可控的“非”（CNOT）门。他们通过诱使纳米点按需放出单光子，从而取得了这个进展。

“以一个非常精确的状态产生一个光子的能力是至关重要的。” 剑桥大学的 Matthew Pooley 说道，他是这项被美国物理学会（AIP）的期刊《应用物理通讯》所接收发表的研究的作者之一。“我们使用标准的半导体技术来创建能够以非常精确的性质放出单个光子的量子点。”这些光子能够被组合成对并且通过波导——本质上是半导体上的微小轨道，并执行基本的量子计算。

经典的计算机通过处理二进制位，即人们在数字时代所熟悉的 0 和 1 来执行计算。量子计算机则使用量子比特，或者 qubit。由于它们的奇特量子性质，一个 qubit 可以表示 0, 1 或者同时表示两者，从而产生出一种更强的计算技术。为了实现功能，量子计算机需要两个基础元素，一个单独的 qubit 门和一个可控的非门。“门”仅仅是一个处理 qubit 状态的组件。通过这两种门的组合，任何量子操作都可以执行。

为了产生非常重要的初始光子，研究者们将一个量子点嵌入到一个硅柱的微腔里。一束激光脉冲激发了量子点中的一个电子，该电子在返回其非激发态时放出一个光子。柱里的微腔帮助加速这个过程，减少了放出光子所需要的时间。它也让放出的光子几乎不可分辨，这点相当重要，因为需要两个光子，或者 qubit 来执行这个“可控非”的功能：一个 qubit 是“控制 qubit”，另一个是“目标 qubit”。“非”的功能在目标 qubit 上执行，但是结果则依赖于控制 qubit 的状态。qubit以这种方式相互作用的能力对于制造量子计算机十分关键。

下一步是将这些组件集成到一个单独的设备上，极大的减小该技术（设备）的尺寸。“我们也仅仅使用一个光子源来产生双光子输入态所需要的两个光子。显然的下一步将是使用两个同步的光子源来产生输入态。”Pooley 说道。