概要：科学家第一次证明，在单个电子芯片中，所有部分都必须建立量子桥把量子计算机连接起来。量子计算

通过成功地在金刚石基质中植入两个硅原子，圣地亚的研究人员第一次证明，单个电子芯片的所有部分都必须建立量子桥把量子计算机连接起来。

“人们已经建立了小的量子计算机”，圣地亚的研究员Ryan Camacho 说道，“最有用的可能不是一个单个大量子计算机，而是一系列相连的小量子计算机。”

把量子信息散布在桥或者网络上，也能够实现量子感应的一些新形式，因为量子关联允许网络中所有的原子表现一致。

与哈佛大学的合作中，圣地亚的离子束实验室设计了聚集离子束注入机，使得单离子轻而易举地进入金刚石基质的准确位置。圣地亚的研究员Bielejec, Jose Pacheco和Daniel Perry通过移植技术，用更大的硅原子替换金刚石中的碳原子。通过这项操作，硅原子两侧的碳原子受到足够的拥挤从而溢出。这样能够留给硅原子更大的空间，缓冲来自附近非导体空缺带来的杂散电流。

虽然硅原子嵌于固体中，但是却像浮在空气中一样。因此，硅原子的电子对量子刺激的反应不会因为与其他物质发生不必要的交互而发生混乱。

“我们现在已经能够把硅原子准确地植入我们想要植入的地方，”Camacho 说到，“我们能创造成千上万的植入点。这些植入点全都能产生成有效的量子装置，因为我们能把原子准确地植入到基质表层以下并进行退火处理。在这之前，研究人员必须1000个随机发生的疵点中选找到至少一个作为发射器的原子—这是一种非碳原子，存在与几微米的金刚石基质中，其强度足够用于发射单个光子。”

一旦硅原子植入金刚石基质，其电子受到激光激发的光子随机碰撞后，进入更高的能量状态；当电子回到低能量状态时，就会因为寻求尽可能低的能量水平而发射量子化的光子，这些光子通过波动的频率、密度和偏振传递信息。

“哈佛的研究人员不仅进行实验，而且光子和量子测量上也做出了贡献。”Camacho说， “我们发明新的设备，提出了更机智的方法，能够准确计算植入金刚石基质中的离子数量。” 圣地亚的研究人员John Abraham 和其他成员一起，开发了特殊的探测器—金刚石基质顶上的金属薄膜—这种探测器能够通过测量单离子产生的电离信号来显示离子束的植入是否成功。

“很酷，对不对？”Camacho说。

《Science》杂志也这样认为，这项成果近期将会在《science》上出版。

参考文献：A. Sipahigil, R. E. Evans, D. D. Sukachev, M. J. Burek, J. Borregaard, M. K. Bhaskar, C. T. Nguyen, J. L. Pacheco, H. A. Atikian, C. Meuwly, R. M. Camacho, F. Jelezko, E. Bielejec, H. Park, M. Lon ar, M. D. Lukin. An integrated diamond nanophotonics platform for quantum optical networks. Science, 2016; DOI: 10.1126/science.aah6875

新闻原文：

Diamonds aren't forever: Team creates first quantum computer bridge

Sandia National Laboratories

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161014214820.htm