英國曼徹斯特大學與澳大利亞墨爾本大學合作，研制出一種超純硅，可用于構(gòu)建高性能量子比特設備。這也是為可擴展量子計算機鋪平道路所需的基本組件。發(fā)表在最新一期《自然·通訊材料》雜志上的研究成果，有望定義和推動量子計算的未來?！ ?br />
理查德·庫里教授（右）和曼森·艾茲赫德博士（左）。圖片來源：曼徹斯特大學
曼徹斯特大學先進電子材料教授理查德·庫里表示：“這是一項有可能為人類帶來變革技術(shù)的關(guān)鍵一步，它讓人們有能力處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，并能找到解決復雜問題的方法，例如應對氣候變化和醫(yī)療保健等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。”
硅是經(jīng)典計算的基礎材料，被認為是可擴展量子計算機的關(guān)鍵解決方案。在過去的60年里，科學家一直在學習如何設計硅以使其發(fā)揮出最佳性能。但在量子計算中，這一切都成了問題。
主要作者、墨爾本大學/曼徹斯特大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士生 Ravi Acharya 在曼徹斯特大學 P-NAME 聚焦離子束實驗室準備硅芯片，以便進行富集。
共同作者（左）David Jamieson 教授（墨爾本大學）和（右）Maddison Coke 博士（曼徹斯特大學）在曼徹斯特大學檢查用于硅富集項目的 P-NAME 聚焦離子束系統(tǒng)。
天然硅由3種不同質(zhì)量的同位素組成——硅-28、硅-29和硅-30。其中硅-29約占硅的5%，會引起“核觸發(fā)”效應，導致量子比特丟失信息。
在最新研究中，科學家提出一種新方法，能夠去除硅中的硅-29和硅-30同位素。這種方法制成的硅將成為大規(guī)模制造量子計算機的完美材料，并且同時具有高精度。這是世界上最純凈的硅，為創(chuàng)建100萬個量子比特提供了寶貴途徑，這些量子比特甚至可制成針頭大小。
這項新技術(shù)為可擴展量子設備的發(fā)展提供了清晰的路線圖，并為構(gòu)建可靠的量子計算機奠定了基礎。其有望在人工智能、安全數(shù)據(jù)和通信、疫苗和藥物設計以及能源、物流和制造等領(lǐng)域帶來重大技術(shù)革新。
資料來源：科技日報
|
