科学家制造出“世界上最纯净的硅”，可用于构建高性能量子比特设备

IT之家 5 月 9 日消息，曼彻斯特大学与墨尔本大学合作，制造出了一种超纯硅，可用于制造可扩展量子计算机的高性能量子比特设备，这项研究成果发表在最新一期《自然・通讯材料》杂志，Innovation News Network 称其为“世界上最纯净的硅”。

天然硅由 3 种不同质量的同位素组成 —— 硅-28、硅-29 和硅-30。其中硅-29 约占硅的 5%，会引起“核触发”（nuclear flip-flopping）效应，导致量子比特丢失信息。这项研究已经找到了去除硅-29 和硅-30 的方法，使其成为大规模、高精度制造量子计算机的完美材料。

在该项目中从事实验工作的博士研究员拉维-阿查里亚（Ravi Acharya）解释说：“硅量子计算的最大优势在于，制造电子芯片（目前计算机中的芯片由几十亿到几百亿个晶体管组成）的技术同样可以用于制造硅量子设备的量子比特。”

项目联合导师、墨尔本大学的戴维-贾米森（David Jamieson）教授说：“我们的技术为可靠的量子计算机开辟了道路，有望在人工智能、安全数据和通信、疫苗和药物设计以及能源利用、物流和制造等领域为整个社会带来阶跃式变革。”

他还表示，他们的下一步将是证明能够同时维持许多量子比特的量子相干性。一台仅有 30 个量子比特的可靠量子计算机在某些应用中的性能将超过当今的超级计算机。

IT之家附论文地址：https://www.nature.com/articles/s43246-024-00498-0

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