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科研團隊用鉆石與硅造出首個量子計算機橋
來源:全球有機硅網
據國外媒體報道,研究團隊已利用金剛石和硅造出全球首個量子計算機橋。
通過在金剛石基底中強力嵌入兩個硅原子,研究團隊制成了一個單一芯片。這一芯片包含了所有需要用來制作量子橋的組件,而量子橋可用于連接量子計算機。
目前,科學家已造出小型的量子計算機。據推測,最好的量子計算機未必是體型巨大的計算機,數臺相互連通的小型量子計算機或許能實現更出色的性能。
通過利用在量子橋或網絡上分配的量子數據陣列,有望實現新型的量子感測(quantum sensing)形式。量子關聯(quantum correlation)允許網絡中的所有原子以類似于單個原子的方式發揮作用。這是量子計算機中出現的集體行動。
研究團隊實施的實驗用到了濃縮離子束注入機。研究者破壞了金剛石基底中一些精確位點上的單個離子,并利用這一植入方法把金剛石的碳原子替換成較大的硅原子。
在實驗操作過程中,硅原子兩側的兩個碳原子因空間不足而逃離。此后,剩下的硅原子占據了更大的空間,并通過鄰近的非導電空位來緩沖雜散電流。
這些硅原子雖然位于固體中,但它們的表現就如同在氣體中漂浮一般。因此,它們的電子對量子刺激的反應不會受到其它物質的影響。
整個操作包括將硅原子準確地嵌入到原先設定的位置上。
創建數千個這樣的嵌入位點將有助于實現量子計算機運行時的高效性。原子被植入到金剛石基底表面下方并在適當位置上退火。
在發現這種新方法前,科學家們不得不極其費勁地進行一系列操作來實現這一結果。
一旦硅原子就位,激光產生的光子會讓這些原子進入更高的原子能態中。
當這些原子最終進入較低的原子能態時會發射光子。這項實驗對量子計算的未來具有很大意義。
這項研究結果發表在最近的美國《科學(Science)》雜志中。
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