研究人员利用纯硅制造更大、更快的量子计算机

主要观点总结

文章介绍了计算机芯片中硅的纯度对量子计算的重要性，以及英国曼彻斯特大学和澳大利亚墨尔本大学的研究人员为解决硅同位素纯度问题所提出的新方法。新方法通过离子束富集工艺处理目标区域，以减少量子比特将使用的区域的29Si含量，提高纯度。

关键观点总结

关键观点1: 量子计算需要更高纯度的硅

虽然传统计算机芯片已经制定了可行的纯度标准，但量子计算对硅的纯度要求更高，因为硅的纯度影响其量子比特的性能。

关键观点2: 硅-29对硅量子比特性能的影响

硅的天然同位素硅-28占90%以上，但硅-29的存在会对量子比特的性能产生负面影响，因此需要去除或提取尽可能多的硅-29。

关键观点3: 新方法解决硅同位素纯度问题

研究人员通过离子束富集工艺处理目标区域，以减少量子比特将使用的区域的硅-29含量。该方法有效且可扩展，不会引入其他污染物。

关键观点4: 该方法对量子计算的意义

该方法的提出对提高硅基量子计算的可行性和成本效益具有重要意义，也为制造具有最大相干时间的量子计算机提供了可能。

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点击蓝字 关注我们 SUBSCRIBE  to US The University of Manchester 为计算机芯片纯化硅可以追溯到20世纪50年代（https://spectrum.ieee.org/the-secondhand-origins-of-silicon-valleys-ingot-industry），虽然该行业已经为传统计算机芯片制定了可行的纯度标准，但量子计算仍然需要更纯净的硅（https://spectrum.ieee.org/tag/quantum-computing）。因此，英国的研究人员已经开发出消除破坏硅中精细量子比特状态的同位素的方法。这一过程可以使硅基量子计算更可行、更具成本效益。 硅-28（28Si）同位素占天然硅的90%以上（https://www.britannica.com/science/silicon）。但是4.5%的原始硅是29Si，含有一个额外的中子，这有效地使同位素具有净核自旋，这可能会对硅量子比特的精细电子自旋状态造成严重破坏。因此，为了制造具有最大相干时间的量子计算机，从而制造出能够维持最长、最复杂计算的计算机， ………………………………