事件

2025年9月4日，量子科学领域迎来一则重磅消息：IonQ 公司与戴比尔斯集团旗下的元素六（Element Six）公司联合宣布，成功生产出与标准半导体代工厂完全兼容的量子级合成钻石薄膜。这项技术突破解决了量子材料与传统半导体工艺的兼容性问题，为量子器件的大规模制造奠定了基础。

此次合作生产的量子级合成钻石薄膜具有极高的技术含量。它是一层满足量子设备严格纯度和无缺陷要求的合成钻石薄层，可直接键合到硅和氮化硅等常规基板上。这一技术的实现，成功绕过了此前将钻石设备制造限制在小规模实验室的定制研究级工艺。

传统上，钻石设备制造需要依赖特定的、非标准化的工艺流程，这使得其大规模生产面临诸多挑战。而如今，借助标准半导体产业的光刻和沉积工具，就能够制造基于这种新型钻石薄膜的量子存储器、光子互连器和传感器等设备。

这种方法不仅实现了大规模、低成本的生产，还巧妙地保持了钻石卓越的光学和自旋相干特性，使其成为量子存储器和光子互连器的理想候选材料。

信心

IonQ公司对此次合作成果满怀信心。公司董事长兼首席执行官尼科洛·德马西（Niccolo de Masi，如下图）表示，这一突破是迈向可扩展、容错量子系统的关键一步。

IonQ一直致力于量子计算与网络领域的发展，此次与元素六的合作，为其硬件技术栈解锁了两项关键能力。一方面，实现了量子级钻石设备的大规模生产，这是构建大规模量子网络和集群计算节点的先决条件；另一方面，支持异构集成，使得钻石量子存储器能够与开关、调制器和电子控制层等经典组件在单个芯片上共存。

这一成果将加速IonQ实现到2030年交付200万量子比特机器的目标，使公司在量子技术领域占据领先地位。

元素六公司同样对合作充满期待。首席执行官西沃恩·达菲（Siobhán Duffy）指出，公司在人工合成钻石材料领域拥有长期的技术积累和领导地位，此次与IonQ的合作是双方优势的完美结合。

Element Six的全球制造网络涵盖美国、英国、爱尔兰、德国和南非等多个国家和地区，这为新型钻石薄膜的广泛应用提供了坚实的供应链支持。通过与IonQ的合作，能够将合成钻石材料的应用拓展到量子计算这一前沿领域，开启新的市场机遇。

这一合作事件在量子领域具有着重要的意义。

从量子硬件生产模式来看，它实现了从定制研究级工艺向大规模、低成本制造的转变。标准半导体产业拥有成熟的生产体系和庞大的市场规模，量子级钻石薄膜与半导体代工厂的兼容，使得量子硬件能够借助这一成熟的生态系统进行生产，大大提高了生产效率和降低了成本。这将有助于量子技术从实验室研究走向大规模商业应用，加速量子计算机、量子传感器等设备的普及。

在量子互联网构建方面，新型钻石薄膜的异构集成能力至关重要。量子互联网需要实现量子设备与经典通信网络的无缝连接，而异构集成使得量子设备能够嵌入现有数据中心架构，无需专门的制造生产线。这将为构建全球范围的量子互联网奠定基础，实现量子信息的安全传输和共享。

在量子领域大放异彩

展望未来，人工合成的钻石材料在量子科学领域的前景十分广阔。

在量子计算领域，随着量子级钻石薄膜的大规模生产，量子存储器和光子互连器的性能将不断提升，为量子计算机的运算速度和稳定性提供有力保障。这将推动量子计算机在密码破解、药物研发、金融建模等领域的广泛应用，解决传统计算机难以处理的复杂问题。

在量子传感领域，钻石卓越的热导率和光学透明度将得到充分发挥。基于合成钻石材料的量子传感器能够实现对温度、压力、磁场等物理量的高精度测量，在医疗诊断、地质勘探、航空航天等领域具有巨大的应用潜力。

此外，合成钻石材料的工业化生产还将带动相关产业链的发展。从原材料供应到设备制造，再到最终产品的应用，将形成一个完整的产业生态系统，创造大量的就业机会和经济效益。

IonQ与元素六的合作生产量子级合成钻石薄膜，是量子领域的一次重要突破。这一成果不仅为双方公司的发展带来了新的机遇，也为量子技术的跨越发展奠定了基础。随着合成钻石材料在量子领域的不断应用和拓展，我们有理由相信，一个更加辉煌的量子时代即将到来。

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本文来源：钻石观察