新南威尔士大学（UNSW）的一个团队设计了由扫描隧道显微镜加工的原子构成的量子处理器——一个由10个量子点组成的量子集成电路，以模拟聚乙炔链(C2H2)n的结构和能量状态，展示了该团队将硅中电子和原子的量子态控制在前所未有的精细水平的能力。该成果于6月22日发表在《自然》杂志上。
超导性、磁性、低维电子输运、拓扑相和物质的其他奇异相是由粒子间强关联产生的，使用经典计算方法难以模拟大的量子系统的这种复杂性。一个有希望的解决方案是建立一个相同规模的物理系统，以便直接模拟这些相互作用的费米子系统，这个方案称为量子模拟。半导体量子点是强关联电子系统量子模拟的新兴平台，它们可以被设计来模拟量子强关联。然而，尽管之前已经报道过Fermi–Hubbard模型和Nagaoka铁磁性的模拟，强关联拓扑物质的最简单的一维模型，多体Su–Schrieffer–Heeger（SSH）模型，迄今为止仍然难以直接由电子模拟，主要是因为需要精确地设计电子之间的长程相互作用来再现所选的哈密顿量。SSH模型是拓扑物质的典型示例，描述了电子沿着具有交错隧道耦合的一维二聚晶格跳跃。SSH模型已在从里德堡原子（约10μm）至机械系统（约10mm）的不同尺寸的物理系统中进行了实验模拟。各种模拟器的耦合强度在纳电子伏特到微电子伏特范围内，限制了它们达到完全相干的能力。重要的是，这些系统可以很容易地进行经典求解，因为它们不模拟多体相互作用。直到最近，才使用里德堡原子观察到相互作用的多体SSH模型，该模型具有有效的无限原位相互作用（硬核玻色子），没有考虑原子间长程的电子-电子相互作用。
新南威尔士的研究人员使用扫描隧道显微镜（STM）设计了两个具有亚纳米级分辨率的链，由十个量子点线性阵列组成，具有交错的最近邻隧道耦合，用以模拟(C2H2)n中的碳-碳单键和碳-碳双键。基于此观察到了半导体量子点中相互作用的SSH模型拓扑态的清晰特征。具体来说，他们模拟了两条不同的聚合物链。在第一条链中，他们切下了链的一个片段，在末端留下碳-碳双键，在电流中产生了10个峰值。在第二条链中，他们切下了链的不同片段，在末端留下碳-碳单键，观察到在电流中产生两个峰值。因此，由于链末端的键长不同，通过每条链的电流显著不同，体现了拓扑边缘态，测量结果与理论预测相符。
研究组的Simmons 教授说：“大多数其他量子计算架构都没有能力以亚纳米精度设计原子或让原子离得那么近。这意味着现在我们可以开始了解越来越多的复杂分子，这些分子基于将原子放置在适当的位置，就好像它们在模仿真实的物理系统一样。”“在我们的系统中，原子本身创造了量子比特，电路中需要的电极更少。我们只需要6个门电极来控制10 量子点阵列——换句话说，我们的门电极甚至少于实现功能的元件数量。而大多数量子计算架构需要几乎两倍或更多的控制门电极来移动量子比特架构中的电子。非常低的物理门电极密度表明我们拥有一个可以操作的非常干净的系统，可在长距离内保持相干，对于量子计算可扩展性很有价值。” 展望未来，Simmons教授和她的同事将探索更大的化合物，这些化合物可能在理论上已经预测，但以前从未被模拟和完全理解，例如高温超导体。