掺硅钻石来制造量子比特 | 麻省理工学院、哈佛大学、哥本哈根大学联合发布

科学家相信，钻石有可能成为制作实用化量子计算机的基础。

钻石中原子尺度的缺陷可以用来存储叠加态的数据——量子比特（又叫“量子位”，即打开和关闭同时存在的状态），拥有着读取后而不改变原本数据的稳定性。

但最常见的问题是，钻石中由碳原子所组成的立方晶体结构往往会含有氮原子杂质（氮代替碳与周围形成共价键），从而散发出较宽的光谱，导致信噪比过低而无法使用。 然而，来自麻省理工学院、哈佛大学以及哥本哈根大学的研究人员采取了一种方法来将不准确性降到最低限度：在器件中掺入光谱更窄的硅离子，以平衡氮元素的效应。

图丨 钻石

这个工艺的第一步就是将人造钻石磨到只有 200 纳米厚，在钻石的表面刻蚀出光学共振腔以增加发光的亮度，并使用特殊的纳米级离子注入机将硅离子注入这些空腔。

接下来，电子束创造更高密度空穴能够保证钻石更大限度的吸收硅离子，最后加热钻石，使硅离子移动到空穴的位置并与周围原子形成化学键。反复重复该过程，得到更多以“缺陷”形式呈现的硅离子空穴。

目前该技术尚未成熟。 所产生的缺陷并不完全在其理想的位置（通常有50纳米的位置误差），因此它们还无法释放出足够的光强。 然而，相比以前的方法量子比特信号已经得到很大的增强。

量子计算机仍然遥远，但是科学家正在一步步触摸终极目标。

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编辑：段竞宇