原子薄的传感器有朝一日可以在室温下实现量子计算

量子计算机必须保持低温才能运行——非常冷。东北大学机械与工业工程助理教授Yoseob Yoon说，这些机器通常在“绝对零度以上几度”运行。“它比外太空冷。”Yoon的研究重点是“使用激光控制材料特性”，他说

换句话说，他向原子薄的材料发射光线，使它们以新颖的方式移动

Yoon说，他的主要材料之一是石墨烯，这是一种二维表面，其发现者于2010年获得诺贝尔物理学奖

Yoon通过他所谓的Scotch Tape方法生产石墨烯。“我有几毫米宽和几毫米厚的散装材料，例如石墨，”他说，这是铅笔中发现的碳衍生物。“我基本上使用Scotch Tape（字面意思），然后从散装材料上剥离”超薄样品

这些样品是单个原子的厚度，“没有任何粗糙度，”他说

Yoon说，已经存在一个研究“使用薄金属薄膜进行热传输”的领域。通过向非常薄的金属发射激光，研究人员可以在鼓中感应出可控的振荡，如声波

然而，“这仅限于千兆赫范围，因为这些金属非常重，无法控制到单层厚度。

”然后还有另一个领域，基本上是二维材料领域，“他继续说道。”它们会剥离这些原子般薄的层。“

Yoon的突破在于将这两个领域结合起来。通过将原子薄结构与基于激光的热输运研究相结合，”这是一种我们以前无法实现的新机制。“

现在，在《自然》杂志上发表的一篇论文中，Yoon和他的合作者发现了新的范德华异质结构（由这些原子薄材料的层组合而成，包括石墨烯和其他品种），可以在太赫兹频率下进行控制。

这是什么意思。Yoon指出，“温度”实际上只是运动中的分子。分子移动得越快，温度就越高。在量子计算机中，这种运动转化为随机噪声，抑制了计算机的功能。因此，对量子计算机进行超冷可以提高效率。

量子计算机中的当前晶体管仅限于千兆赫范围。”这限制了Yoon说：“它们只能在低温下运行。“记住，比外太空还要冷。”

“由于这个频率限制，”他继续说道，将这些晶体管的范围增加到太赫兹频率——增加了一千倍——“我们将能够在室温下运行[量子计算机]。“

换句话说，一台运行温度接近负460华氏度的机器可能会突然在室温下运行。

Yoon很快指出，至少这个特定的组件是如此。”高温有一些缺点，[例如]量子信号会衰减得更快。“

所以这不是室温量子计算的最终解决方案，但它是朝着这个目标迈出的重要一步。

接下来会发生什么？”他说：“我们已经在频率带宽和频率可以有多高方面进行了努力。但我们没有达到振幅极限。”。“

”我们想突破极限。p