來自澳洲的研究人員成功地在硅中創造了「量子糾纏態」，這一成就由新南威爾士大學的工程師們實現，他們利用電子作為橋樑來達成這一目標。量子糾纏態是一種物理現象，當兩個獨立的粒子深度連結時，它們便不再獨立行為。這一技術突破對於量子計算的發展具有重要意義，能夠促進大型量子電腦的建設，這也是21世紀最令人興奮的科學與技術挑戰之一。
研究人員利用兩個原子核的自旋創造量子糾纏態。這一成就可能會解鎖未來量子計算所需微晶片的潛力，並且能夠利用現有的技術和製造流程來實現。「我們成功地讓最乾淨、最孤立的量子物體在目前標準硅電子設備製造的規模上互相交流。」負責研究的首席作者Dr. Holly Stemp表示。這一成果在《科學》期刊上發表，展示了在硅設備中，兩個磷原子核之間的二量子比特控制-Z邏輯操作，其分離距離可達20納米。
每個原子都綁定著獨立的電子，這些電子的交換互動促進了核二量子比特閘的運作。研究人員在研究中指出：「我們準備並測量了一種具有76−5+5%保真度和0.67−0.05+0.05相干性的核貝爾態。利用這種方法，未來在擴展半導體自旋量子比特方面的進展可以推進到基於核自旋的量子計算機的開發。」
Dr. Holly Stemp進一步解釋，許多人將電子視為最小的亞原子粒子，但量子物理告訴我們，它有能力在空間中「擴展」，以便與多個原子核互動。然而，電子的擴展範圍相對有限。此外，將更多核添加到同一電子中，使得控制每個核變得相當具有挑戰性。Stemp將核比作被放置在隔音房間中的人，這些人可以在同一房間內進行交流，但無法聽到外界的聲音，且房間內容納的人數有限。
隨著這一突破，Stemp表示，這就像是給了這些人電話，能夠與其他房間的人進行溝通。雖然所有房間內仍然保持安靜，但現在可以在更遠的距離上進行更多的對話。這些「電話」實際上就是電子。另一位作者Mark van Blankenstein解釋，兩個電子可以在相當距離上「接觸」彼此，這是因為它們在空間中的擴展能力。「如果每個電子都與一個原子核直接耦合，那麼這些核就可以通過電子進行交流。」Blankenstein補充道。研究人員還指出，這種方法相當穩健且可擴展，雖然目前僅使用了兩個電子，但未來還可以添加更多電子，並強迫它們呈現延伸形狀，以進一步擴展核之間的距離。
