[科普中国]-液态核磁共振量子计算机

液态核磁共振量子计算机（Liquid-state nuclear magnetic resonance quantum computer）是利用液态之核磁共振（NMR）技术实现量子计算机 (量子电脑)的一项方案，为当前较为成功的量子电脑物理系统之一。

简介液态核磁共振量子电脑（Liquid-state nuclear magnetic resonance quantum computer, liquid NMR QC）是利用液态之核磁共振（NMR）技术实现量子计算机 (量子电脑)的一项方案，为当前较为成功的量子电脑物理系统之一。

其属于系综量子电脑（ensemble quantum computer）类别，在一些学派的观念底下，因为不是对单一量子位元进行操控，而不认为是真正的量子电脑。

目前液态核磁共振量子电脑主要是采用自旋1/2的核子，例如质子（氢核）、碳13核、氟19核等，主要考量是仅为磁偶极而弛缓时间或量子脱散时间较长，仍够保持量子资讯的量子态较久。这些核的原子为有机分子中的成分原子，彼此透过化学键间的J耦合（标量耦合）互相影响；J耦合亦是此类量子电脑中进行量子计算中受控反闸（controlled NOT gate, C-NOT）的来源机制。

目前较成熟的系统可达到7个量子位元的操作，而10个以上的量子位元，据称即将可以商业性购得。艾萨克·庄群组在2001年《自然》杂志的论文利用了7个量子位元的液态磁振量子电脑进行了秀尔算法，对15做因式分解为3和5的示范，为一代表作。然而实际上并非真正达成，而是透过一些技巧性的方式简化问题来做出展示。1

核磁共振核磁共振（NMR，NuclearMagneticResonance）是基于原子尺度的量子磁物理性质。具有奇数质子或中子的核子，具有内在的性质：核自旋，自旋角动量。核自旋产生磁矩。NMR观测原子的方法，是将样品置于外加强大的磁场下，现代的仪器通常采用低温超导磁铁。核自旋本身的磁场，在外加磁场下重新排列，大多数核自旋会处于低能态。我们额外施加电磁场来干涉低能态的核自旋转向高能态，再回到平衡态便会释放出射频，这就是NMR讯号。利用这样的过程，可以进行分子科学的研究，如分子结构、动态等。2

量子计算机量子计算机（英语：quantum computer）是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。不同于电子计算机（或称传统计算机），量子计算用来存储数据的对象是量子比特，它使用量子算法来进行数据操作。马约拉纳费米子反粒子就是自己本身的属性，或许是令量子计算机的制造变成现实的一个关键。3

参见量子电脑

核磁共振

量子计算

量子资讯

核磁共振量子电脑（Nuclear magnetic resonance quantum computer）

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学