现在，美国加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）的科学家设计出了一种新方法，利用激光脉冲来控制半导体中单独的量子位元。传统工艺在连接量子位元之前需要将其初始化到明确的能量态上。传统计算机中信息的基本单位是0或1，而量子位元则不同，可以是0、1或者两者叠加得到的任何数字，因而可进行更加复杂的操作。

　　研究生Christopher Yale说：“最初，研究人员试图寻找一种方法，可以在一个步骤中完成量子位元态的任何可能叠加。事实证明，仅仅通过调整激光使其与自旋相互作用就能够做到这一点。除此之外，我们还发现，只需使用光学处理过程就可以产生自旋态的相干旋转并读出与我们所选择的其它任何态相关的态。”

　　物理学研究生David Christle说：“在操纵NV中心方面，全光控制比传统方法（利用微波场和缺陷的特定属性）具有更大的灵活性，更好的扩展性。如果你有一个整齐排列的量子位元阵列，同时使用传统微波场，那么你会发现很难做到只与阵列中某一位元对话而不与其它位元对话。原理上来说，在理想光学系统中利用我们的技术，就可以将光聚焦到单一的量子位元上，并只与其对话。”

　　研究人员说，虽然制造出实用的量子计算机尚需时日，但该项研究为量子计算机制造开辟了新的途径。

　　3、科学家用激光实现对量子比特多种操纵

　　加利福尼亚大学圣芭芭拉分校（UCSB）研究人员开发出一种技术，只用激光就能对量子比特初始化，并实现了多种操纵、读取电子自旋态等。这种方法不仅比传统方法更能实现统一控制，而且功能更多样，为探索新型固态量子系统打开了大门。

　　虽然实验用的量子比特是钻石中的瑕疵——氮晶格空位（NV）中心，但新技术能在更广泛的材料中操作。UCSB自旋电子学与量子计算机中心主管、物理学教授戴维·奥斯盖勒姆说：“与传统技术不同，我们开发的是一种利用激光脉冲在半导体内控制单个量子比特的全光策略。这将带来一个好机会，让人们有望用光子芯片处理和交流量子信息。”

 　　传统方法是利用微波场和钻石瑕疵的特殊属性来操作，尽管NV中心是一种很有前景的量子比特，过去十年来一直被广泛研究，但要用工业或生长的方法造出所需钻石却是极大的挑战。全光控制让人们能更多样地操纵NV中心，这和传统方法完全不同，还能用其他材料来研究量子系统，制造这些材料的技术也更加成熟。UCSB物理学研究生鲍勃·巴克尔说：“这些技术将来会更普及，还可用于未曾探索过的量子系统。”

　　NV中心是钻石原子结构上的一种瑕疵，钻石晶格中一个碳原子被一个氮原子取代，使其附近空缺出一个晶格空位，围绕氮原子旋转的自旋电子就变成一个量子比特，即量子计算机的基本单位。传统技术要先把这一量子比特初始化，成为具有界限清晰的能量态，然后才能与其对接。传统计算机的基本信息单位是比特，要么是0要么是1；而量子比特可以同时是0和1，或者同时处于任何两个数学叠加位，允许研究人员进行更复杂的操作。