【科学探索|将单原子嵌入到硅片中 量子计算机的制造成本有望大幅降低】量子计算机的制造成本有望大幅降低 。近期发表在《Advanced Materials》上的论文中，由墨尔本大学领导的团队完善了一项新技术，像构建传统设备一样将单原子逐一嵌入硅片中 。该论文的主要作者贾米森（Jamieson）教授说，他的团队的愿景是利用这种技术建立一个非常、非常大规模的量子设备 。


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这项新技术可以创建大规模的计数原子模式，这些原子受到控制，因此它们的量子态可以被操纵、耦合和读出 。该项目由 David Jamieson 教授和来自新南威尔士大学悉尼分校、Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）、Leibniz Institute of Surface Engineering（IOM）和RMIT的合作者开发 。


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Jamieson 教授说：“我们相信，通过使用我们的方法并利用半导体行业已经完善的制造技术，我们最终可以制造出基于单原子量子位的大规模机器” 。


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该技术利用了原子力显微镜的精度，它有一个锋利的悬臂，可以“接触”芯片的表面，定位精度只有半纳米，与硅晶体中原子之间的间距差不多 。
研究小组在这个悬臂上钻了一个小孔，这样，当它被磷原子喷洒时，一个磷原子会偶尔穿过小孔并嵌入硅基底 。关键是准确地知道什么时候有一个原子--而且不超过一个--嵌入到基底中 。然后悬臂可以移动到阵列上的下一个精确位置 。研究小组发现，当原子进入硅晶体并通过摩擦耗散其能量时，其动能可以被利用来产生微小的电子"咔嗒"声 。


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Jamieson 教授说，当每个原子落入原型设备中的一万个位置时，团队可以“听到”电子点击 。贾米森教授说：“一个原子与一块硅碰撞会发出非常微弱的点击声，但是我们已经发明了用于检测点击声的非常敏感的电子装置，它被放大了很多，并给出了一个响亮的信号，一个响亮而可靠的信号” 。
他说这使我们能够对我们的方法非常有信心 。我们可以说，“哦，有一个点击 。一个原子刚刚到达 。现在我们可以把悬臂移到下一个地方，等待下一个原子” 。

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