6月17日|宝琳·阿尔瓦雷斯（Pauline Alvarez）

Diamond是否可以实现构建量子计算机所需的可扩展性和可靠性？

那是目前100万美元的问题。还是我应该说$ 18B，因为预计到2024年市场将达到18B研究和市场？

世界各地的研究人员都在投入大量时间，精力和金钱来找到这个棘手问题的答案。有些正在将赌注放在超导量子位上，另一些则沿着被困的离子路线往下走，并且有很多正在研究量子点，拓扑量子和光子量子（查看我们以前的文章利用量子要对每个平台进行快速评论）……不要忘记钻石！

Diamond吸引了其公平的关注，并在研究小组和大型公司中发现了一些强大的支持者。为什么这是制作钻石量子的“难度”？这些是我们今天将要解决的问题。

首先，是什么使Qubit成为一个好贵族？

社区面临构建量子计算机面临的挑战是多方面的。量子记忆必须显示的基本属性之上Qubits， IE。叠加，，，，纠缠和干涉（（查看Qubits属性的简短说明），他们还应该有足够长的连贯性时间来运行任何计算并易于制造大量，并且以可重复的方式进行制造，以便我们可以构建多个Qubits的系统，从而释放运行复杂模拟的潜力即使使用最强大的超级计算机，如今的建模也是不可能的。而且，如果不是太多，理想情况下，我们希望他们也需要低功率才能运行。

钻石有什么有趣的？

可以想象，找到一项勾选所有盒子的技术有点头痛。到目前为止，实际上都没有。因此，不，我们真的不希望Diamond能够超过目前现有的平台，但是它确实可以提供很多，这尤其是由于其独特的晶体结构。

事实上，钻石量子位本质上是几乎完美的晶体结构中的缺陷。首先，有氮空位，通常称为NV中心，并通过“撞倒”两个邻居碳原子而人为地创建，只用氮代替其中一个，从而留下了一个未配合的电子（因为氮是三价和碳是三价和碳是四位价值）和空缺。这种未配对的电子将转移到附近的空缺，然后可以操纵，即放入对应于水平|的激发态。1>，或掉入对应于水平的较低能量状态|0>，或两者的叠加，因此形成一个量子来存储信息并执行逻辑操作。然后，还有其他类型的缺陷，例如天然存在的同位素¹³C，也可以充当Qubit。

网络研讨会：基于工程钻石的NV中心的主要进步。

What’s common between all of them and particularly interesting here is that the almost perfect diamond lattice that surrounds those qubits actually provide them with great isolation from external interactions that would otherwise cause them to decohere and lose their quantum states, as they have an irritating tendency to do. The level of isolation, notably associated with the exceptional stiffness of the diamond bond resulting in a very low level of lattice vibration, is such that it enables operation of diamond qubits at room temperature, thereby considerably reducing power consumption in comparison with superconducting qubits or quantum dots which also show good stability but require cooling to cryogenic temperatures.

最近，一组研究人员在代尔夫特大学，随着纠缠量子的量子状态最多可保留10秒，因此将NV中心作为稳定性的第二最佳Qubits，仅次于被困离子。但是，如果被困的离子需要许多激光器才能操作，则钻石Qubits及其固态性质的相对简单性代表了整合到设备中的重要优势。

最后，NV中心具有能够搭配光的非常吸引人的特性：它们可以吸收并发出非常明确的波长，这是我们依靠来解决这些量子的原则。当将量子信息编码为光子时，它将打开一个令人兴奋的机会，即使用现有的DataCom基础架构在长途运输数据。

似乎很有希望……但是您如何从钻石中获得光？

确实是公平的。使钻石看起来闪亮的外观的总内部反射使从中提取光线特别困难。然而，我们确实需要从这些NV中心携带量子信息时从这些NV中心中检索光子。这就是为什么NV中心需要非常接近晶体表面的原因。形成那些NV中心的一种方法是通过植入掺杂钻石的掺杂钻石。但是事实证明，直接在表面下方植入氮非常困难。

因此，在牛津仪狗万正网地址器中，我们已经开发了处理薄钻石的过程并将这些NV中心更靠近新形成的表面，同时使它们保持完整。我们在Oxford Instruments plasmapro 100狗万正网地址 Cobra上进行的RIE工艺，可以快速蚀刻散装材料，同时确保受控和残留/污染的无污染表面，其粗糙度非常低（通常低于3A），以限制噪声和光损失，氧气损失和氧气损失和氧气被终止以为浅尺寸提供额外的保护。

为了进一步促进NV中心的光萃取，我们还提出了溶液，将纳米表面直接模式化为光子晶体，或等离子体蚀刻III-V材料（与钻石底物粘合到光子晶体）。

最后，我们确实了解到，基于钻石的量子技术尽可能有前途，并不是完美的。因此，长期有用的设备可能是混合结构，结合了各种量子类型，每种都为量身定制的应用执行特定活动。

在牛津狗万正网地址仪器中，我们还提供了用于超导Qubits和Photonic Qubits的解决方案。这些包括NBN和TIN薄膜的PEALD，其临界温度高达12.9k和3k，用于互连和共振器，PECVD波导和博世或冷冻蚀刻的低损失的光学成分，具有非常光滑的侧壁，低蚀刻速率，高选择性和缺口控制。

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