使量子計(jì)算以實(shí)用和有用的方式工作的主要挑戰(zhàn)之一是與溫度有關(guān)–能夠?qū)⒁慌_(tái)不需要超低溫度，實(shí)驗(yàn)室保持的溫度保持穩(wěn)定以足以穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)器組裝在一起。

現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新技術(shù)來獲取量子位(qubits)，即量子計(jì)算的基本組成部分，并在室溫下工作。這意味著對于大眾而言，我們距離量子計(jì)算邁出了重要的一步。

迄今為止，大多數(shù)量子比特都在超導(dǎo)材料上運(yùn)行或作為單個(gè)原子工作，但該團(tuán)隊(duì)探索了使用碳化硅(SiC)中的缺陷來保留量子比特的方法-一種使量子比特按要求運(yùn)行的更簡單，更具成本效益的方法。

盡管SiC以前曾被用作一種量子比特保持材料，但問題在于如何使這些量子比特足夠穩(wěn)定。這項(xiàng)新研究確定了使公式生效所需的結(jié)構(gòu)調(diào)整。

瑞典林雪平大學(xué)的物理學(xué)家伊戈?duì)?middot;阿布里科索夫說：“要產(chǎn)生一個(gè)量子比特，就要用激光激發(fā)晶格中的點(diǎn)缺陷，當(dāng)發(fā)射光子時(shí)，該缺陷開始發(fā)光。”

“以前已經(jīng)證明在SiC的發(fā)光中觀察到六個(gè)峰，分別從PL1到PL6命名。我們發(fā)現(xiàn)這是由于特定的缺陷所致，在該缺陷附近有一個(gè)單原子層，稱為堆疊缺陷。格子中有兩個(gè)空缺。”

像這樣的原子級修飾已經(jīng)被嘗試過：去年，研究人員通過用一個(gè)氮原子代替一個(gè)碳原子，能夠在室溫下處理鉆石缺陷時(shí)獲得穩(wěn)定的量子比特。

碳化硅比金剛石更豐富，更便宜，這在一定程度上使得新研究如此有前途。但是，到目前為止，該團(tuán)隊(duì)僅對該模型進(jìn)行了建模-實(shí)際的實(shí)驗(yàn)(可能使用化學(xué)氣相沉積)仍在進(jìn)行中。

盡管研究人員承認(rèn)挑戰(zhàn)仍然存在，但他們還報(bào)告說3D工程學(xué)的最新發(fā)展使這種缺陷構(gòu)造的前景比以往更可行。這將是一條漫長的道路，但我們要到達(dá)那里。

與經(jīng)典計(jì)算位的二進(jìn)制1和0不同，量子位可以一次處于多種狀態(tài)，從而成倍地增加了潛在的計(jì)算能力，并開辟了解決甚至困擾當(dāng)今超級計(jì)算機(jī)的問題的可能性。

但是，這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)將在量子計(jì)算成為主流之前很久就將是有用的-它們還可以用于開發(fā)精密的科學(xué)儀器，包括磁力計(jì)和生物傳感器。