量子计算机、初始化方法及测试核自旋的方法

摘要

本发明涉及一种量子计算机，其是一种用于执行量子计算的设备。量子计算领域的最新发展，特别是快速量子算法的发现，使得优先考虑开发这样设备。该设备包括一个半导体衬底，施主原子引入该半导体衬底以产生一个在施主原子的核具有电子波函数的原子核自旋电子系统阵列。其中施主电子仅占有非衰退的最低自旋能级。衬底上面为绝缘层。导电A-栅位于相应施主原子上面的绝缘层以控制施主电子和核施主原子的核自旋之间的超精细交互作用的强度，从而控制施主原子的核自旋的共振频率。导电J-栅位于A-栅之间的绝缘层以接通和断开相邻施主原子之间的电子居间耦合。其中，施主原子的核自旋是量子状态或“qubit”，其中通过有选择地将电压实施到A-和J-栅并且有选择地将交替磁场实施到衬底来存储并处理二进制信息。

主权项

1.一种量子计算机，包括：一个半导体衬底，施主原子引入该半导体衬底以产生一个在施主原子的核具有较大电子波函数的施主核自旋电子系统阵列，其中施主电子仅占有非衰退的最低自旋能级；衬底上面为绝缘层；导电A-栅位于相应施主原子上面的绝缘层以控制施主电子和施主原子的核自旋之间的超精细交互作用的强度，从而控制施主原子的核自旋的共振频率；导电J-栅位于A-栅之间的绝缘层以接通和断开相临施主原子之间的电子居间耦合；其中，施主原子的核自旋是量子状态即“qubit”，其中通过有选择地将电压实施到A-和J-栅并且有选择地将交替磁场实施到衬底来存储并处理二进制信息。