使量子計算以實用和有用的方式工作的主要挑戰(zhàn)之一是與溫度有關–能夠將一臺不需要超低溫度，實驗室保持的溫度保持穩(wěn)定以足以穩(wěn)定運行的機器組裝在一起。

現(xiàn)在，科學家們發(fā)現(xiàn)了一種新技術來獲取量子位(qubits)，即量子計算的基本組成部分，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)量子比特都在超導材料上運行或作為單個原子工作，但該團隊探索了使用碳化硅(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。這項新研究確定了使公式生效所需的結構調(diào)整。

瑞典林雪平大學的物理學家伊戈爾·阿布里科索夫說：“要產(chǎn)生一個量子比特，就要用激光激發(fā)晶格中的點缺陷，當發(fā)射光子時，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單原子層，稱為堆疊缺陷。格子中有兩個空缺。”

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氮原子代替一個碳原子，能夠在室溫下處理鉆石缺陷時獲得穩(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，該團隊僅對該模型進行了建模-實際的實驗(可能使用化學氣相沉積)仍在進行中。

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

與經(jīng)典計算位的二進制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算能力，并開辟了解決甚至困擾當今超級計算機的問題的可能性。

但是，這項研究的發(fā)現(xiàn)將在量子計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)精密的科學儀器，包括磁力計和生物傳感器。