美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员创建了由量子点(一种微小原子团)组成的网格，并研究了当电子潜入到这些量子点群岛时会发生什么。在这些相对简单的设置中测量电子的行为有望深入了解电子在复杂材料中的行为，并可以帮助研究人员设计设备，使强大的量子计算机和其他创新技术成为可能。

在《自然·通讯》杂志上发表的工作中，研究人员制作了多个3×3有精确间隔的量子点网格，每个网格包含一到三个磷原子。连接到网格的是电线和其他让电子能够流过它们的组件。这种网格提供了电子可以在近乎理想的、教科书般的条件下运行的运动场，它不受现实世界里复杂材料的混杂影响。

NIST的研究人员将电子注入到网格并观察它们在改变条件(例如点之间的间距)时的行为。对于点距离很近的网格，电子往往会散开并像波浪一样起作用，基本上同时存在于多个地方。当点相距很远时，它们有时会被困在单个点中，就像绝缘材料中的电子一样。

这种网格的高级版本将使研究人员能够研究电子在可控环境中的行为，其详细程度是世界上最强大的经典台式计算机无法准确模拟的。它将打开通往成熟的“相似量子仿真器”的大门，从而解开高温超导体等奇异材料的秘密。它还可以提供有关如何通过控制量子点阵列的几何形状来创建材料(例如拓扑绝缘体)的提示。

在刚刚发表在《ACS Nano》上的相关工作中，相同的NIST研究人员改进了他们的制造方法，因此他们现在可以可靠地创建一系列相同的、等间距的点，每个点只有一个原子，从而为构建完全精确的量子模拟器提供更理想的环境。研究人员下一步的工作是制造这样一个具有更大量子点网格的模拟器：5×5的点阵列可以产生更丰富的电子行为，即使是最先进的超级计算机也无法模拟。（编译:Qtech）