（來自：NPJ量子信息）

近年來，關(guān)于半導(dǎo)體材料和自旋量子位的系統(tǒng)研究已經(jīng)有很多，芝加哥大學(xué)的最新研究剛剛介紹了如何利用碳化硅（SiC）中的鉻缺陷來制造高質(zhì)量的自旋量子位。

研究圖- 1：4H-SiC 中的鉻缺陷結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生和光譜

這些自旋量子位的優(yōu)點之一是它們發(fā)出的光的波長與電信光纖兼容。不幸的是，材料質(zhì)量問題限制了這些自旋量子位的可行性。

研究圖- 2：燒孔與恢復(fù)

其在SiC 中產(chǎn)生鉻缺陷的新方法是將鉻離子注入碳化硅中，然后將其加熱到1,600C 以上的溫度。

這創(chuàng)造了具有更高量子位質(zhì)量的自旋缺陷材料，從而有助于利用現(xiàn)成的半導(dǎo)體和光纖技術(shù)進(jìn)行量子通信。

研究圖- 3：相干控制

在量子計算、通信和傳感器投入實際應(yīng)用之前，研究人員必須克服許多挑戰(zhàn)。一方面，他們需要更好地了解各種類型量子位的基本局限性。

與許多其他類型的量子位相比，自旋量子位的有趣之處在于它們能夠長期存儲信息。此外，這些量子位可以在室溫下運行，并且可以使用光學(xué)設(shè)備進(jìn)行控制和讀取。

研究圖- 4：控制率

光接口對于這項技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，因為它們可以使用現(xiàn)有的電信光纖長距離傳輸量子信息。

在這項研究中，通過將鉻離子注入商業(yè)碳化硅襯底，然后在高溫下退火，產(chǎn)生了適合自旋量子位的單自旋缺陷。

隨著研究人員繼續(xù)尋找理想的量子位，可以使用相同的方法來制造釩或鉬缺陷。