二维原子材料显著缩小量子比特体积

量子计算技术面临两大关键挑战：微型化与量子比特质量。某机构计划在2023年前实现1,121个超导量子比特的处理器，但现有技术需要50毫米以上的大尺寸芯片或多芯片模块方案。

某机构研究团队通过采用二维绝缘材料六方氮化硼（hBN），成功将量子比特体积缩小100倍，并显著降低相邻量子比特间的串扰。该技术将hBN作为超导量子比特电容器中的绝缘层，替代传统横向设计的共面电容器。

关键技术突破包括：

1. 采用hBN作为绝缘材料，其缺陷密度比传统PE-CVD氧化硅更低
2. 使用二维超导材料二硒化铌作为电容极板
3. 在氩气手套箱中完成器件组装，避免材料氧化
4. 90%电场被限制在hBN夹层结构中，降低表面氧化影响

实验显示该结构在20毫开尔文的极低温环境下仍保持稳定性能。虽然晶圆级hBN与二维超导材料的生长集成仍是规模化挑战，但该研究为混合二维材料在超导电路中的应用奠定了基础。