該材料無法直接使用，需提取活性成分后方可應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)。

由挪威科技大學(xué)（NTNU）研究人員主導(dǎo)，巴西、捷克和法國學(xué)者共同參與的國際合作研究發(fā)現(xiàn)，黏土有望成為未來量子計(jì)算機(jī)的替代基礎(chǔ)材料。這一發(fā)現(xiàn)為建造環(huán)保型計(jì)算機(jī)開辟了新路徑。

被譽(yù)為超級計(jì)算下一前沿的量子計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度遠(yuǎn)超當(dāng)今最快超級計(jì)算機(jī)的想象邊界。研究人員估計(jì)，超級計(jì)算機(jī)需耗時數(shù)十年的運(yùn)算任務(wù)，量子計(jì)算機(jī)僅需數(shù)分鐘即可完成 —— 這得益于構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)所用材料的量子態(tài)特性。

自量子計(jì)算機(jī)誕生之初，科學(xué)家一直依賴超導(dǎo)體或鐿原子囚禁離子等稀有材料實(shí)現(xiàn)量子態(tài)。每種量子計(jì)算方案都需要特殊環(huán)境條件（如超低溫或絕對隔離）來維持量子態(tài)。

而最新研究表明，隨處可見的黏土同樣具備實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的潛力特性。

黏土的量子特性

雖然黏土廉價易得，但其原始狀態(tài)并不適用于量子計(jì)算。要成為合格的量子材料，還需具備更優(yōu)異的導(dǎo)電性與磁特性。

首先，黏土本質(zhì)上是二維材料，這在量子尺度研究中至關(guān)重要。有趣的是，與硅類似，黏土也具有半導(dǎo)體特性 —— 即在特定條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)榱紝?dǎo)體。這種可切換的導(dǎo)電性使得系統(tǒng)能像開關(guān)般靈活控制。
此外，黏土還具有反鐵磁性。這種既非傳統(tǒng)磁性又能在需要時發(fā)揮磁特性的雙重屬性，恰恰是量子計(jì)算的關(guān)鍵所在。這些特性共同使黏土成為量子計(jì)算機(jī)的理想建材。

跨越式突破

盡管原料儲量豐富，但黏土無法直接用于量子計(jì)算。研究人員仍需攻克材料提純與高科技環(huán)境應(yīng)用等技術(shù)難關(guān)。

"我們發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)上是自然形成的量子活性成分，"參與該研究的NTNU物理系研究員芭芭拉·帕卡科娃在新聞稿中解釋，"它具有穩(wěn)定、無毒、儲量豐富且天然具備可用結(jié)構(gòu)的特性 —— 這對可持續(xù)材料發(fā)展尤為振奮人心。"

通過高精儀器分析，研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)了材料缺陷：例如在室溫下不具備鐵磁性，這意味著相關(guān)量子計(jì)算機(jī)可能需要額外特殊環(huán)境支持。

值得注意的是，NTNU這項(xiàng)研究的骨干多為科研新銳。"這不僅是激動人心的科學(xué)成果，更展現(xiàn)了青年才俊獲得機(jī)遇時所能創(chuàng)造的非凡價值，"帕卡科娃補(bǔ)充道。

該研究成果已發(fā)表于《二維材料與應(yīng)用》期刊。

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