研究团队利用钻石与硅造出全球首个量子计算机桥

据国外媒体报道，研究团队已利用金刚石和硅造出全球首个量子计算机桥。通过在金刚石基底中强力嵌入两个硅原子，研究团队制成了一个单一芯片。这一芯片包含了所有需要用来制作量子桥的组件，而量子桥可用于连接量子计算机。目前，科学家已造出小型的量子计算机。据推测，最好的量子计算机未必是体型巨大的计算机，数台相互连通的小型量子计算机或许能实现更出色的性能。

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通过利用在量子桥或网络上分配的量子数据阵列，有望实现新型的量子感测（quantum sensing）形式。量子关联（quantum correlation）允许网络中的所有原子以类似于单个原子的方式发挥作用。这是量子计算机中出现的集体行动。

研究团队实施的实验用到了浓缩离子束注入机。研究者破坏了金刚石基底中一些精确位点上的单个离子，并利用这一植入方法把金刚石的碳原子替换成较大的硅原子。

在实验操作过程中，硅原子两侧的两个碳原子因空间不足而逃离。此后，剩下的硅原子占据了更大的空间，并通过邻近的非导电空位来缓冲杂散电流。

这些硅原子虽然位于固体中，但它们的表现就如同在气体中漂浮一般。因此，它们的电子对量子刺激的反应不会受到其它物质的影响。

整个操作包括将硅原子准确地嵌入到原先设定的位置上。

创建数千个这样的嵌入位点将有助于实现量子计算机运行时的高效性。原子被植入到金刚石基底表面下方并在适当位置上退火。

在发现这种新方法前，科学家们不得不极其费劲地进行一系列操作来实现这一结果。

一旦硅原子就位，激光产生的光子会让这些原子进入更高的原子能态中。

当这些原子最终进入较低的原子能态时会发射光子。这项实验对量子计算的未来具有很大意义。

这项研究结果发表在最近的美国《科学（Science）》杂志中。

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