科技日報北京電 （記者張夢然）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。
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)療保健等領域的挑戰(zhàn)?！?/p>
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。
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、物流和制造等領域帶來重大技術(shù)革新。
【總編輯圈點】
量子計算機與經(jīng)典計算機完全不同，為其尋找合適的材料，也成為目前熱門的研究方向?？蒲腥藛T尋找了很多材料，比如石墨烯、金剛石、超導體、磁體……當然，構(gòu)筑經(jīng)典計算機的硅也是理想材料之一。不過從自然界中直接提取的硅有硅-28、硅-29、硅-30三種穩(wěn)定的同位素，其中只有硅-28被認為是較為理想且純凈的量子計算材料。所以，要利用熟悉的硅，就需要提純?？蒲袌F隊在提純之路上努力，讓量子計算機離我們近一些，更近一些。
（責任編輯：蔡文斌）
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