ag九游会在线娱乐:
锗（Germanium）—— 这种曾被以为已被彻底研讨透彻的半导体，近来令科学界倍感惊喜。当与适宜的金属结合时，它能转变为超导资料——这一发现或可添补经典电子技能与下一代量子器材之间的距离。
多年来，研讨人员一向梦想将传统核算机硬件与量子处理器交融。虽然大多数研讨聚集于量子比特（qubits）的构建——量子比特是量子核算的根底单元，但这些软弱的元件无法孤立作业。它们需求依托传统电子技能构成的接口来完成操控、安稳，并与现有体系联接。
发表于《天然·纳米技能》（Nature Nanotechnology）的一项新研讨，具体论述了科学家怎么成功将锗转化为零电阻导电资料。锗早已是半导体职业的支柱资料，现在它有望成为联接量子技能与经典技能的“缺失环节”——兼具极高灵敏度与已验证的可扩展性。
锗和硅这类资料介于金属和绝缘体之间。要使其具有超导性，科学家有必要引进很多自由电子。在这项试验中，研讨人员经过向锗中重度掺杂镓（gallium）完成了这一方针——用镓原子替换了17.9%的锗原子。
通常情况下，如此高的掺杂浓度会损坏资料结构。但研讨团队选用了一种名为“外延成长（epitaxy）”的技能——逐层构建晶体结构，成功坚持了完美的晶格安稳性。该研讨的合著者、昆士兰大学（University of Queensland）物理学家朱利安·斯蒂尔（Julian Steele）解释道：“这种办法为我们供给了了解和操控超导性发生所需的结构精度。”
试验成果为：这种安稳晶体在仅3.5开尔文（-269.65°C）的温度下即可出现超导性。这一温度极低得很难来幻想，但刚好处于当今顶级量子体系中超导量子比特的作业时分的温度规划之内。
相同来自昆士兰大学的物理学家彼得·雅各布森（Peter Jacobson）表明：“这些资料有望催生新一代量子电路、传感器以及高能效低温电子器材。每一种器材都需求超导区域和半导体区域之间具有极端洁净的接口。”
一个极具远景的使用方向是约瑟夫森结（Josephson junction）——超导量子比特的中心组件。这种微型器材由两个超导体构成，中心夹着一层薄薄的非超导势垒。在这一计划中，两个超导体均可由锗制成：一个选用超导形状，另一个则坚持规范半导体形状。
若该技能趋于完善，工程师将可以在单块晶圆上制作数百万个约瑟夫森结——这是完成量子处理器工业化规划出产的要害一步。
有史以来第一次，单一元素或许能联接两个国际：一边是老练的经典核算根底设施，另一边是具有革新性潜力的量子技能。
