(文章來源:博科園)
來自MISIS國立科技大學的科學家與來自瑞典、匈牙利和美國的同事一起,找到了一種制造在室溫下運行穩定量子比特(量子位)的方法,這與現有的大多數類似物形成了鮮明對比,這為創造量子計算機開辟了新的前景。此外,研究成果已經可以用于制造高精度磁力計、生物傳感器和新的量子互聯網技術,其研究成果發表在《自然通訊》期刊上。
量子比特(Qubit)是量子計算機系統中最小的數據存儲單位,類似于經典計算過程中眾所周知的比特。到目前為止,只有量子計算機的原型被創造出來,但科學家們一致認為,在未來,量子計算機將具有令人難以置信的計算能力。
與此同時,量子技術已經在多個領域得到應用,比如超保密通信線路。其中一個主要問題是量子比特的不穩定性和運行所需的極低溫度條件。目前最流行的量子比特類型是超導材料上的量子比特,或單原子上的量子比特。第一種和第二種都只在極低的溫度下存在,需要巨大的成本來持續冷卻系統。
半導體材料可以成為一種很有前途的類似物。例如,已知可以在鉆石晶格點缺陷上創建量子比特。缺陷是由于一個碳原子(C)被一個氮原子(N)取代,附近有一個缺陷,空位(V),已經證明這樣的量子比特可以在室溫下成功工作。
來自俄羅斯MISIS國立科技大學和瑞典Linkping大學的科學家與來自匈牙利和美國同事一起,找到了一種使用另一種材料碳化硅(SiC)制造穩定半導體量子比特的方法。與鉆石相比,這要簡單得多,也更具成本效益。SiC已經被認為是一種制造量子比特很有前途的材料,但有時,這樣的量子比特在室溫下會立即降解。因此,科學家們的目標是找出確保量子比特穩定運行的結構修改。
Linkping大學的Igor Abrikosov教授說:為了創造量子比特,晶格中的一個點缺陷被激光激發,當一個光子發射時,這個缺陷開始發光,之前已經證明,在SiC的發光中觀察到六個峰,分別命名為PL1到PL6,研究發現這是由于一個特定的缺陷,在晶格中的兩個空缺位置附近出現了一個被稱為堆積斷層的單一‘位移’原子層。既然已經知道了哪些結構特征會使SiC量子比特在室溫下工作,這個特征就可以人工創建。
例如,通過化學氣相沉積,這一進展為創造能夠在室溫下運行的量子計算機開辟了新前景。此外,這些結果已經可以用于制造高精度磁力計、生物傳感器和新的量子互聯網技術,這真是值得鼓舞和激勵,也期望科學技術的進步,推動人類文明進步,更期望量子計算機能為人類帶來更多福音和便利!
(責任編輯:fqj)
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