科技日报华盛顿7月7日电（记者毛黎）美国国家标准和技术研究院（NIST）的科学家表示，在不影响其相邻量子位（qubits）所存信息的情况下，他们设计出量子处理器中借助偏振光来产生有效磁场操纵单一量子位的方法，此举攻克了量子计算机开发中的一个难关。他们相信，新的研究成果有望帮助期待已久的量子计算机从梦想向现实又前进了一步。
　　研究人员认为，在研发量子计算机的过程中，人们遇到的最大挑战是在保持对信息载体控制的同时，又能将信息载体从其所处的环境中分离出来。量子处理器的信息载体为量子位，它们同时具有“开”和“关”双重性。这使得量子计算机有能力处理常规计算机难以处理的问题，如破译复杂的密码。
　　量子计算机开发途径之一是利用分离的单个铷原子作为量子位。每个铷原子具有8个不同的能态，因此人们可从中选出两个能态代表“开”和“关”。理论上讲，这两个能态应该对杂散的磁场表现出“场迟钝”，也就是不受杂散磁场的影响。然而，过去的研究发现，在选择了铷原子“场迟钝”的能态作为量子位后，铷原子同时出现了量子位对有目的的人为操纵不敏感现象。
　　为解决利用磁场控制单个原子同时避免杂散磁场干扰的问题，NIST的研究小组选择了相同原子的两个能态对。每个能态对承担不同的任务：一对作为“记忆”量子位用以存储信息，另一对作为“工作”量子位用以计算。每对能态对表现出了“场迟钝”，同时记忆和工作能态之间的转换则表现出“场敏感”，能够受磁场的控制。当记忆量子位需要执行计算时，附加磁场便可以让它变化，同时不影响其周围的记忆量子位。
　　借助处理每个独立能态对的技术，研究人员通过成功地将一组原子进行组对从而展示了研究成果。NIST科学家纳森•伦德布雷德表示，原子组对的方法简化了问题，原先人们需要从众多的量子位中挑选出一个量子位，现在则是从两个中选一个。过去人们通常需要用电流产生的磁场来选择量子位，如今利用偏振光束产生的有效磁场便能做到二选一。
　　NIST研究小组开发的偏振光技术可以沿用到从大量的量子位群中挑选特殊的量子位，在量子处理器中对单独量子位进行作用时而不干扰其周围的量子位。伦德布雷德认为，要建造一台量子计算机，这些问题都必须得到解决，他们的研究为如何建造量子计算机打下了基础。