[美国家标准与技术研究院网站2022年11月17日报道]美国国家标准与技术研究所（NIST）的研究人员创建了一个由微小原子团组成的网格，称为量子点，并研究当电子潜入这些原子群岛时会发生什么。在这些相对简单的设置中测量电子的行为有助于深入了解电子在复杂的现实世界材料中的行为，并有助于研究人员设计出强大的量子计算机和其他创新技术成为可能的设备。

在《自然通讯》（Nature Communications）上发表的研究中，研究人员制作了多个精确间隔的3×3量子点网格，每个网格包含一到三个磷原子。连接在电网上的是电导线和其他部件，这些部件使电子能够流过电网。这些网格提供了电子可以在近乎理想条件下运行环境，不受现实世界材料的混淆影响。

研究人员向网格中注入电子，并观察当改变点间距等条件时电子的行为。对于点接近的网格，电子倾向于散开并像波一样，基本上同时存在于多个地方。当这些点相距很远时，电子有时会被困在单独的点中，就像绝缘材料中的电子一样。

更先进的网格将使研究人员能够以世界上最强大的常规计算机无法精确模拟的详细程度研究电子在可控环境中的行为，将打开通向成熟的“模拟量子模拟器”的大门，这些模拟器将揭开高温超导体等特殊材料的秘密，还可以提供关于如何通过控制量子点阵列的几何结构来创建材料（如拓扑绝缘体）的提示。

在刚刚发表在《ACS Nano》上的相关工作中，NIST的研究人员改进了他们的制造方法，因此他们现在可以可靠地创建一个相同的、等间距的点阵列，每个点正好有一个原子，从而为完全精确的量子模拟器带来更理想的环境。研究人员将目光投向了用更大的量子点网格制作这样的模拟器：5×5的点阵列可以产生丰富的电子行为，即使是最先进的超级计算机也无法模拟。（国家工业信息安全发展研究中心 张子琛）