量子計算機再提速,常溫半導體量子位元製造方法被發現

2021-10-04 04:49:34 字數 788 閱讀 5095

量子計算機的發展之所以受到限制,其主要原因之一是量子位元的不穩定性,以及其執行所需的極端低溫條件。如今,較為流行的量子位元型別技術路線是超導材料或單個原子上的量子位元。然而,兩者都僅在極低的溫度下可用,因此需要持續不斷的對系統投入冷卻成本。

所以,量子位元可以在室溫下成功執行是科學家的一大目標,而半導體材料已被科學家證明其量子位元可以在室溫下成功執行,因此,其有望成為一種很有前途的模擬量子位元的材料。

這次多國科學家合作找到的製造穩定的半導體量子位元的方法(使用材料碳化矽(sic)),與金剛石相比,這更簡單且更具成本效益。雖然sic已經被認為是製造量子位元的有前途的材料,但有時候,這種量子位元在室溫下會非常不穩定。因此,科學家們的目標是找出能夠保證量子位元穩定執行的結構修改方法。

林雪平大學的igor abrikosov教授說,為了製造量子位元,他們使用雷射激發晶格中的點缺陷(point defect),當乙個光子被發射出來時,該缺陷開始發光。科學家已經證明,在sic的發光中觀察到六個峰,分別是pl1到pl6。他們發現這是由於乙個特定的缺陷所致,在該缺陷中,在晶格中的兩個空位附近出現了乙個單一的「位移」原子層(稱為堆垛層錯 stacking fault)。」

現在已經知道是什麼樣的結構特徵使得 sic 量子位能夠在室溫下工作,這種特徵可以通過人工建立,例如,使用化學氣相沉積(chemical vapor deposition)。這一發現為建立能夠在室溫下執行的量子計算機開闢了新的前景。此外,據科學家稱,這些結果已經可以用於建立高精度磁力計、生物感測器和新的量子網際網路技術。

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