悉尼的工程師們已經展示了一種僅由幾個原子組成的量子集成電路。通過精確控制原子的量子狀態，這種新處理器可以模擬分子的結構和特性從而釋放出新的材料和催化劑。新量子電路來自於新南威爾士大學(UNSW)的研究人員和一家名為Silicon Quantum Computing(SQC)的初創公司開發。
它基本上指的是由嵌入硅中的10個碳基量子點組成，其中有6個金屬門控制電子在電路中的流動。
這聽起來非常簡單，但關鍵在於這些碳原子以亞納米尺度的排列。相對於彼此，它們被精確地定位以此來模仿特定分子的原子結構，並使科學家能比以往更準確地模擬和研究該分子的結構和能量狀態。
在這種情況下，他們將碳原子排列成有機化合物聚乙炔的形狀，聚乙炔是由碳原子和氫原子的重複鏈組成，它們之間有一個交替的單碳和雙碳鍵。為了模擬這些鍵，研究小組將碳原子放置在不同的距離上。
接下來，研究人員通過電路運行電流以此來檢查它是否會跟天然聚乙炔分子的特徵相匹配–果然，它做到了。在其他測試中，研究小組通過在不同的地方切斷鍵創造了兩個不同版本的鏈條，其所產生的電流跟理論預測完全相符。
研究小組稱，這種新量子電路的意義在於，它可以被用來研究更複雜的分子，最終可能產生新的材料、藥品或催化劑。這個10原子的版本正好處於經典計算機所能模擬的極限，因此該團隊的20原子量子電路計劃將首次允許模擬更複雜的分子。
這項研究的首席研究員Michelle Simmons教授指出：“其他大多數量子計算架構都沒有能力以亞納米級的精度設計原子，也沒有能力讓原子坐得那麼近。因此，這意味着現在我們可以像模仿真實的物理系統一樣基於把原子放在適當的位置開始了解更多、更複雜的分子。”