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Si-28 的力量：世界上最纯净的硅将如何改变量子计算机？
研究人员正在解决量子比特相干性的主要问题。
来源:安全实验室新闻频道研究人员正在解决量子比特相干性的主要问题。
一个国际研究团队开发出一种生产不含杂质的超纯硅 28 的创新方法。这一发现可以为在强大的量子计算机中创建高效的“硅自旋量子位”提供基础。
与传统计算机中位将数据编码为 1 或 0 不同，量子位能够处于这两种状态的叠加。这种现象通常称为相干性。因此，量子机器有可能比当今最快的超级计算机更强大，但它们需要大约一百万个量子位才能实现这种性能。目前，最大的量子计算机拥有大约 1000 个这样的电子。
这里的关键问题之一是量子噪声 - 量子位对温度变化等外部影响极其敏感。为了稳定运行，它们必须冷却到几乎绝对零，否则信息很容易丢失并且操作会“中途”中断。这意味着，即使量子计算机拥有数百万个量子比特，其中许多量子比特也会是冗余的，系统效率将极其低下。
量子位通常由钽和铌等超导金属制成，它们具有几乎无限的电导率和电阻。然而，在 5 月 7 日发表在《自然通讯材料》杂志上的一项新研究中，科学家们提议使用一种新型超纯硅（一种用于传统计算机的半导体材料）作为比现有技术更具可扩展性的量子位的基础。
自然通讯材料科学家提议用硅 28 (Si-28) 制造量子位，在去除天然材料中发现的杂质后，他们将其描述为“世界上最纯净的硅”。这种量子位不太容易出现故障，并且可以制成针头大小。