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材料推动技术发展，例如微电子和纳米技术中的硅基半导体。这些材料虽然本质上是量子的，但它们的宏观特性并不表现出量子世界最引人注目的方面之一：纠缠。因此，半导体中的电子可以在单电子水平上建模。然而，一种新的范式——量子材料——正在出现，在量子计算领域具有潜在的应用潜力。在这些系统中，电子是纠缠的，单电子图像不再是材料特性的准确描述。相反，需要多体、N 电子处理。当前的 QIS 捕获并利用单个原子或离子作为量子比特，即经典比特的量子模拟。由于实验的不完善，需要许多离子才能累积起来代表一个可用的“逻辑”量子比特。捕获这些离子具有挑战性，因此系统既庞大又昂贵。世界上最先进的系统由 IBM 创建，仅捕获 53 个离子。量子材料的一种可能应用是利用物质深处的 N 电子纠缠作为 QIS 应用的资源。材料中的每个纠缠电子都充当量子比特，从而实现更大规模的 QIS。在 Mourigal 实验室博士后 Zhiling Dun 的帮助下，该项目的目标是合成和表征电子自旋可能纠缠的磁性材料。
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