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科学家为量子计算创造了一种新的、纯净的硅

科学家为量子计算创造了一种新的、纯净的硅

由曼彻斯特大学理查德·凯里教授领导的团队表示,他们在制造纯硅方面的“突破”解决了量子计算的一个主要问题。

虽然硅构成了当今使用的大多数经典计算机的基础,但国际科学家团队在未来可能将该材料用于可扩展量子计算机方面取得了重大进展。

一种新的超纯硅元素可以帮助科学家创造更稳定的量子位,这对于量子计算机的运行至关重要。

传统计算机使用比特来存储和处理信息,但量子计算机依赖于量子比特或量子比特。 可靠地控制量子位的能力是未来实现功能性量子计算机的重要突破。 然而,即使环境发生最小的变化也会使量子系统变得不可靠。

现在,由曼彻斯特大学先进电子材料小组理查德·凯里教授领导的团队相信已经找到了解决该问题的方法。

凯里说:“我们能够做的是有效地创建一个重要的‘构件’,用于构建硅基量子计算机。” 地球网 在《自然》杂志上发表该研究后 通讯材料 上周杂志。

“这是使有潜力改变人类的技术成为可能的关键一步;这项技术可以让我们有能力大规模处理数据,我们将能够找到解决复杂问题的解决方案,例如应对影响。气候变化和应对医疗保健挑战。”

硅是经典计算机的首选材料,因为它能够成为一种高效的半导体。 但天然硅由三种不同的同位素或不同质量的同一元素的原子组成:硅28、硅29和硅30。

据该团队称,硅由大约 5 块 Si-29 组成,这种现象导致了一种被称为“核自旋波动”的现象,这种现象会导致硅基量子位丢失信息并导致计算机崩溃。

墨尔本大学的科学家与 Carey 和研究团队合作,设计了一种从硅中去除 Si-29 和 Si-30 原子的方法,以创造一种超纯形式的材料,为功能量子铺平道路电脑。

对该项目进行实验工作的团队成员拉维·阿查里亚 (Ravi Acharya) 告诉该刊物,他们在制造纯硅方面取得的科学“突破”解决了量子计算的一个主要问题。

“硅量子计算的一大优势在于,用于制造电子芯片的技术(目前在由数十亿个晶体管组成的日常计算机中使用)可以用来为硅基量子设备创建量子位,”他说。 。

“迄今为止,制造高质量硅量子位的能力部分受到所用硅材料纯度的限制。”

世界各地的研究人员一直在研究不同的方法来创建功能性量子计算机,这项技术可能会彻底改变从气候研究和金融到医学药物发现的一切。

上个月,微软和英国 Quantinuum 表示,他们已经向商用量子计算机迈进了一步,取得了一项新突破,可大大减少实验过程中的错误。

微软声称,这一突破最终让我们摆脱了当前不可靠的量子计算时代,即噪声中尺度量子计算,预示着灵活量子计算的下一阶段。

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