最近，澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的量子计算工程师团队与墨尔本大学的同事密切合作，在未来量子计算机的硅芯片制造方面取得了突破性成就。在最近发表在《先进量子技术》杂志上的一篇论文中，该团队展示了磷离子可以以99.95%的置信度注入到硅晶体，同时还能精确地定位在芯片内。

这项成果之所以意义重大，是因为这种基于离子注入的制造方法与目前制造传统计算机中二进制比特的方法是相同的。因此，它为制造量子计算机的基本单元“量子比特”提供了一种灵活、可扩展的方法，而无需“重新发明轮子”。

由Andrea Morello教授领导的UNSW团队在基于硅中单个磷原子的自旋硅量子比特开发领域处于世界领先地位。这些量子比特非常出色，因为它们支持高保真量子操作且可长时间地保存量子信息，但如何可靠地制造它们却成了一个技术难题。为了确保原子被放置在晶圆中，该团队希望能通过高能量来加快把原子注入到芯片。但另一方面，以高能量注入芯片的原子最终停下来的位置将具有较大的不确定性。

由Danielle Holmes博士领导的这项新研究展示了解决这一难题的方法。该团队没有单独注入磷离子，而是注入了分子离子PF2+，其中磷(P)携带了两个氟(F)原子。该分子以高能量注入芯片，这使得能以99.95%的置信度检测到撞击。然而，只有不到一半的能量属于P原子。分子一旦撞击到芯片表面就会分解，而P原子则会从那里开始缓慢移动并停在一个明确的位置上。

此外，进行了量子测量的UNSW博士生Benjamin Wilhelm表示，研究人员能够证明两个散射的氟原子不会对磷量子比特的操作带来任何影响。在注入后，该装置需要经历一个快速(5秒钟)的1000摄氏度超高温过程，以使氟原子扩散开来，而磷原子则保持在原位。(编译:Tmac)