研究人员设计了一种拉伸金刚石以获得更好量子部件的新方法

感谢加州大学的研究人员，未来的量子网络可能会变得不那么庞大 芝加哥大学阿贡国家实验室和剑桥大学。

A 美国国家科学基金会–他支持 一个团队 它宣布了量子网络工程的重大突破。 通过“拉伸”金刚石薄膜，他们创造了量子比特，可以在大幅减少设备和开销的情况下运行。 这一变化还使得控制位变得更加容易。

研究人员希望发表的结果… 体检它可以使未来的量子网络更加可行。

领导这项研究的芝加哥大学的 Alex Hay 表示：“这项技术可以显着提高这些系统的运行温度，从而减少运行时的资源消耗。”

量子比特具有研究计算网络未来的科学家感兴趣的独特属性，例如，它们几乎可以免受黑客攻击。 但在它成为一种广泛的日常技术之前，还需要克服一些重大挑战。

量子位的主要问题之一在于通过量子网络传输信息的“节点”。 组成这些节点的量子位对热量和振动极其敏感，因此科学家必须将它们冷却到极低的温度才能工作。

“当今大多数量子位都需要一个特殊的房间大小的冰箱和一支训练有素的人员团队来运行它们，所以如果你想象一个工业量子网络，你必须每 5 或 10 公里建造一个，现在你正在谈论一个重要的量子网络。大量的基础设施和劳动力，”海伊说。

海伊的实验室与阿贡国家实验室（隶属于芝加哥大学的美国能源部国家实验室）的研究人员合作，对构成这些量子位的材料进行实验，看看是否可以改进这项技术。

最有前途的量子位类型之一是由金刚石制成的。 这些量子位被称为 IV 族色心，能够在相对较长的时间内维持量子纠缠（粒子（例如电子或光子）之间的通信，即使它们分开），但要做到这一点，它们必须冷却到仅低温。 略高于绝对零。

该团队希望调整材料的结构，看看可以做出哪些改进，考虑到金刚石的硬度，这是一项艰巨的任务。 但科学家们发现，如果他们在热玻璃上放置一层薄薄的钻石，就可以在分子水平上“拉伸”钻石。 当玻璃冷却时，它的收缩速度比钻石慢，导致钻石的原子结构轻微膨胀——就像地面冷却或加热时路面膨胀或收缩一样。

“量子信息技术的潜力很大，”美国国家科学基金会工程理事会项目主任汤姆·科赫说。 “该项目是 NSF 持续努力的一部分，旨在提供使这些方法成为技术现实所需的制造科学基础研究。”