金刚石 在量子计算机领域 开启未来科技的新篇章

     金刚石中的一种特殊的发光点缺陷被称为氮空位（NV）色心，它由一个氮原子取代碳原子并在临近形成一个空穴。NV色心的电子基态是一种自旋三重态系统，具有易于初始化、易于读取、易于操控、相干时间长、常温操作等优点。这使得它成为一种十分具有潜力的量子计算系统。

     金刚石的稀有缺陷，能够将“旋转”等量子态保存几毫秒的时间，科学家能够记录和使用这些状态，进行计算和数据的存储。金刚石中的晶格形成低噪声环境，因此不会丢失脆弱的量子特性，并且可以更长时间地存储和探测信息。

     同时金刚石氮-空位（NV）色心是众多顺磁性杂质中的一种能够单独控制固态晶体（例如金刚石）中的许多自旋是开发大规模量子处理器和存储器的一种很有前景的技术。局域激光场通过自旋-轨道耦合为电子自旋操纵提供了空间选择性。

     金刚石在量子计算机领域具有很大的应用潜力。例如，日本开发了一种适用于量子计算机的金刚石晶圆制造技术，应用该技术可制作出尺寸为之前100倍以上的晶圆，有助于实现大容量化。据估计，一个两英寸的金刚石晶圆将具有足够的数据密度，可以存储相当于十亿张蓝光光盘的数据，大约是25EB 。物理学家已经创建了一种基于金刚石的量子存储器，它能够容纳10个量子比特（qubit），并且能够存储信息75秒。

     全球有200多个学术团队正在研究金刚石的应用，并且开发金刚石量子技术的公司也越来越多，包括洛克希德马丁和博世等大型公司，金刚石材料是所有这些技术公司的核心。