钻石可以是量子计算机的构建块

2021-10-24 11:46:06来源:

钻石是世界上最昂贵的宝石之一,但它们也可以作为量子计算机的建筑物。

由于钻石是结构上的声音,因此研究人员认为他们可以消除制造稳定量子计算机所涉及的一些挑战。

量子计算机的潜力是巨大的 - 它们可以在计算能力中带来大规模的收益,最终更换当今的PC和服务器。

[进一步阅读:时钟正在加密滴答。

但是,通用量子计算机仍然是几十年之后,部分原因是建立此类系统的复杂性。量子计算机被认为是众所周知的不稳定,但研究人员正在努力解决现有材料,编程和硬件挑战的方法。

北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种综合制作微观钻石的系统 - 也称为纳米二胺 - 在专业的晶体结构中,以稳定量子计算机的计算。

研究人员调整了由碳原子制成的纳米胺的结构,以稳定量子计算机中心的距离。纯Nanodiamond提供了一种方法,用于以稳定的形式改变状态。

今天,S计算机以1S和0S形式存储的数据位,而量子计算机由Qubits驱动,其可以在乘法状态中同时存储1和0。称为叠加,Qubits的扩展可以向量子计算机提供爆炸性计算潜力。

但贵族可以是不稳定的并且脆弱,这就是为什么量子计算机如此难以捉摸。一旦他们开始交互或“纠缠”来执行计算,Qubits的行为和状态可能很难预测。如果QUBITS旋转控制,则可以将计算周期旋转。

NCSU研究人员建立了一种创建单晶纳米金刚石的新技术,这可能是在室温下运行的量子计算机中的组件。该技术还为叠加创造了稳定的环境,这有助于可靠地进行计算。

已经使用IBM和D波系统的技术开发了量子计算机,但它们需要在冰箱中冷却。

从地球上挖出的纯钻石具有碳原子啮合在一起。研究团队创建了一个“NV掺杂”(氮空位掺杂)纳米金刚胺,该纳米胺在中心的一个氮原子代替碳原子。NV掺杂的中心将纳米胺变成QUBBit。

NV中心本身在叠加中可以保持稳定,因为它可以在施加电流或激光时在状态之间转换。

研究人员通过在未定义的结构中涂覆具有非晶碳的基材而合成,用衬底涂覆NV掺杂的纳米胺,然后用氮离子和碳-13离子轰击。

该行动发生在约4,000个开尔文约为4,000岁左右。研究人员表示,该技术减少了可能破坏量子计算周期的杂质。

NCSU教授Jay Narayan表示,创建NV掺杂纳米金刚石的新技术廉价且允许在量子计算中进行大量进步。

研究人员正在与私人和公共组织交谈,了解他们的研究如何用于制造量子计算机。


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