镁可以保护钽 这是一种很有前途的制造量子位的材料

美国能源部 (DOE) 布鲁克海文国家实验室的科学家发现，添加一层镁可以改善钽的性能，钽是一种超导材料，在构建量子位(量子计算机的基础)方面显示出巨大的前景。

正如发表在《先进材料》杂志上的一篇论文所述，一层薄薄的镁可以防止钽氧化，提高其纯度，并提高其作为超导体的工作温度。这三者都可能增加钽在量子位中保留量子信息的能力。

这项工作建立在早期研究的基础上，来自布鲁克海文功能纳米材料中心 (CFN)、布鲁克海文国家同步加速器光源 II (NSLS-II) 和普林斯顿大学的团队试图了解钽的诱人特性，然后与科学家合作，布鲁克海文凝聚态物理与材料科学 (CMPMS) 系和能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的理论家揭示了有关材料如何氧化的详细信息。

这些研究表明了为什么氧化是一个问题。

“当氧与钽发生反应时，它会形成一个非晶绝缘层，从流过钽晶格的电流中吸收微小的能量。这种能量损失会破坏量子相干性——材料以相干状态保持量子信息的能力，”解释说。 CFN 科学家刘明照是早期研究和新研究的主要作者。

虽然钽的氧化通常是自限性的(这是其相干时间相对较长的一个关键原因)，但该团队希望探索进一步抑制氧化的策略，看看是否可以提高材料的性能。

“钽氧化的原因是你必须在空气中处理它，空气中的氧气会与表面发生反应，”刘解释道。 “那么，作为化学家，我们可以做些什么来阻止这个过程吗?一个策略是找到一些东西来掩盖它。”

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