原标题：一个原子一个原子地创建了一个新的量子比特平台

STM尖端(Fe)操作传感器量子位和远程量子位，从而创建新的多量子位平台。资料来源:基础科学研究所

梨花女子大学IBS量子纳米科学中心(QNS)的研究人员在量子信息科学领域取得了突破性的进展。他们与来自日本、西班牙和美国的团队合作，创造了一个新的电子自旋量子比特平台，在一个表面上一个原子一个原子地组装。这一突破发表在《科学》杂志上。

与以前只能控制单个量子位的表面上的原子量子器件不同，QNS的研究人员成功地展示了同时控制多个量子位的能力，从而实现了单、二和三量子位门的应用。

量子比特是量子信息的基本单位，是量子计算、传感和通信等量子应用的关键。QNS首席研究员朴秀贤(音)强调了这个项目的意义。他说:“到目前为止，科学家们只能在表面上创建和控制一个量子比特，这是向多量子比特系统迈出的重要一步。”

在Bae Yujeong, Phark Soo-hyon和Andreas Heinrich的带领下，QNS开发了这个新颖的平台，它由放置在薄绝缘体原始表面上的单个磁性原子组成。这些原子可以使用扫描隧道显微镜(STM)的尖端精确定位，并在电子自旋共振(ESR-STM)的帮助下进行操作。这种原子尺度的控制使研究人员能够相干地操纵量子态。他们还建立了控制远程量子位的可能性，为在无缺陷的环境中扩展到数十或数百个量子位开辟了道路。

当前的量子比特平台。资料来源:基础科学研究所

Bae Yujeong表示:“我们现在可以同时控制表面上多个单个原子的量子态，这真是令人惊讶。”该平台的原子级精度允许远程操作原子来单独执行量子位操作，而无需移动STM的尖端。

这项研究标志着与其他量子比特平台(如光子设备、离子和原子陷阱以及超导设备)的重大区别。这种基于表面的电子自旋方法的独特优点之一是可以获得无数的自旋种类和可以精确组装的各种二维几何形状。

展望未来，研究人员预计量子传感、计算和模拟协议将使用这些精确组装的原子架构。总之，QNS研究人员的工作有望开启量子信息科学中原子尺度控制的新时代。

更多信息:王宇等，原子尺度的多量子位平台，Science(2023)。DOI: 10.1126 / science.ade5050。www.science.org/doi/10.1126/science.ade5050

期刊信息:Science