量子技术新突破！科学家完美实现将单个原子逐一嵌入硅晶片

图源：墨尔本大学

近日，墨尔本大学领导的一个科研团队表示，已经完美实现将单个原子逐一嵌入硅晶片。这种新技术，可有助于制造包含数十亿晶体管、廉价且可靠的量子计算机设备。

研究作者David Jamieson教授说：“当每个原子落入原型设备中的10000个位置之一时，我们可以‘听到’电子咔哒声。我们的愿景是，使用这种技术来构建一个非常大规模的量子设备。”

据悉，到目前为止，在硅中植入原子一直是一个随意的过程：在硅芯片上洒满磷，磷以随机模式植入，就像窗户上的“雨滴”一样。

在新研究中，科学家将磷离子嵌入到硅基板中，精确地计算出每个离子，从而创建一个量子比特‘芯片’，然后在实验室中使用它来测试大型设备。

研究的另一作者Andrea Morello说：“这使得我们能够设计大型单个原子阵列之间的量子逻辑运算，并在整个处理器中保持高度精确的运算。我们现在不是在随机位置植入原子，而是将它们放置在有序阵列中，这就类似于传统半导体计算机芯片中的晶体管。”

研究人员表示，这种新技术可以创建受控的大规模计数原子模式，因此可以操纵、耦合和读出它们的量子态。

该研究论文题为“Deterministic Shallow Dopant Implantation in Silicon with Detection Confidence Upper‐Bound to 99.85% by Ion–Solid Interactions”，已发表在Advanced Materials上。

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