硅基计算机技术在尺寸和运算速度上已经接近极限，而量子计算技术被视为有望突破该极限的替代技术之一。然而，现有量子计算技术中，一些前沿性研究需要将材料冷却到绝对零度（-273.15℃）左右，这阻碍了量子计算机从理论到实用的进程。美国斯坦福大学电子工程系教授伊Jelena Vuckovic带领其团队，近日分别在杂志上发表了3篇论文，宣称他们已经研制出能在三种量子芯片材料，包括一种量子点、两种“色心”，其中一种完全能在室温下运行，使量子计算机向实际应用跨出一大步。
第一种结构是量子点，相关论文发表在《自然•物理学》杂志上 。研究人员向砷化镓晶体内掺杂少量砷化铟制成的量子点，能成功通过激光-电子相互作用控制光子的输入和输出，而且，与之前发出单个光子不同，这次的光子能两两结伴而出。Vuckovic表示，与那些需要低温制冷的量子计算机平台相比，他们的量子点更实用，虽然目前还不能用于创建通用量子计算机，但完全可用来创建防止篡改的安全通信网络。
在另两篇发表于《纳米•通讯》杂志的论文中，Vuckovic团队介绍了一种完全不同于量子点的方法：用“色心”技术捕获电子。色心是指透明晶体中的点缺陷、点缺陷对或点缺陷群，这些缺陷能捕获电子或空穴，吸收光子使晶体呈现不同颜色。
一篇论文 描述的色心在钻石中构建而成。他们用硅原子取代钻石中的部分碳原子，在钻石晶格中创建出多个色心。这些钻石色心能高效捕获自旋电子，但仍需制冷到一定温度。
Vuckovic还与其他团队合作，开发出第三种材料——高效修饰碳化硅色心。他们在另一篇论文 中描述了对这种材料的测试结果。之前有研究报道，对碳化硅进行修饰后能制成在室温下工作的色心，但效率不高，不能用来研制量子芯片。而Vuckovic团队通过敲除碳化硅中的部分硅原子，研制出了高效色心。然后，他们再在色心周围加入纳米线结构，大大改进了色心捕获电子的能力。
Vuckovic表示，他们研制的高效色心完全能在室温下操作，是量子计算机研究领域的一大突破，为量子芯片的研制提供了可供实际操作的方法。但她同时表示：“这三种材料哪种最终会脱颖而出，我们还需继续研究。”
