
在计算机芯片中实现量子材料提供了获得基本新技术的途径。例如,为了构建高性能量子计算机,拓扑绝缘体必须与超导体结合。这个制造步骤与Jülich的研究人员目前已经解决的一些挑战相关联。他们的研究结果发表在最新一期的《自然纳米技术》杂志上。
印加人在他们的古代文字“Quipu”中使用绳结来编码和存储信息。优点是:与纸张上的墨水不同,绳结中存储的信息对水等外部破坏性影响具有很强的抵抗能力。新型量子计算机还应该能够以节点的形式鲁棒性地存储信息。然而,对于这一点,没有绳结,而是准粒子在空间和时间上排列。
制造这种量子打结机器所需要的是新材料,即所谓的量子材料。专家谈到拓扑绝缘体和超导体。将这些材料加工成用于量子计算机的组件本身就是一项挑战,尤其是因为拓扑绝缘体对空气非常敏感。
现在,Forschungszentrum Jülich实验室的科学家开发出了一种新工艺,使量子材料在加工过程中无需暴露在空气中就能构造出量子材料。“Jülich工艺”使超导体和拓扑绝缘体在超高真空中结合成为可能,从而生产出复杂的元件。
他们的设备第一次测量显示Majorana状态的迹象。“Majoranas”正是最有前途的准粒子,它们将在所示的拓扑绝缘体和超导体网络中打结,以实现鲁棒性的量子计算。下一步,Peter-Grünberg研究所的研究人员以及来自德国亚琛、荷兰和中国的同事,将为他们的网络配备读出和控制电子设备,以使量子材料易于应用。
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