
量子计算领域迎来一项里程碑式成就。当地时间6月23日,澳大利亚硅量子计算公司(SQC)的研究团队宣布,他们成功构建了世界上第一个在原子尺度上运行的量子集成电路。这一成果不仅标志着硬件制造的精密度达到全新水平,更首次在实践层面验证了著名物理学家理查德费曼于1959年提出的核心猜想:若想真正理解自然规律,必须在构成物质的原子尺度上实现对物质的操控。
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与当前主流的、肉眼可见的超导或离子阱量子芯片不同,SQC开发的原子级集成电路极其微小,需借助扫描隧道显微镜等尖端设备才能观测。该团队攻克了原子级制造的三项关键技术:制备能级均匀的原子级量子点;实现对单个及整体量子点能级的独立调控;以及以亚纳米精度控制量子点间距,确保电子能进行量子相干传输。这些突破为在硅基材料上构建稳定、可控的量子系统奠定了坚实基础。
目前,研究团队已利用该原子级电路,精确模拟了小型有机分子聚乙炔的量子态。他们构建了一个由10个量子点组成的链式电路,精准对应聚乙炔分子中碳原子的位置,成功复现了其单双键交替的共轭结构及能量状态。这项成果的相关论文已发表在权威期刊《自然》杂志上。
SQC创始人、新南威尔士大学教授米歇尔西蒙斯指出,选择10原子链进行模拟具有标志性意义,因为其复杂的电子相互作用已接近经典计算机的算力极限。若将模拟规模扩大到20个原子,计算复杂度将呈指数级增长,经典计算机将难以胜任。“我们正在从经典计算的边缘走向未知的量子领域,”西蒙斯表示,“我们实际上是在自下而上地构建物质,以理解自然。”
从行业应用视角看,这项突破具有深远影响。当前,经典计算机难以模拟分子间复杂的量子相互作用,限制了新材料、新药物的发现效率。SQC的原子级电路技术提供了一种强大的量子建模工具,未来有望广泛应用于新型电池材料、催化剂及药品的研发中,加速创新材料的问世进程。
对于电子元器件供应链而言,此类基础研究的突破往往预示着未来市场方向的变革。随着量子计算在特定模拟任务中展现出超越经典的潜力,与之相关的硬件控制、专用芯片及算法支持将催生新的技术需求与市场机遇,推动整个产业链向更高精尖的方向演进。
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