这些研究人员创造了一项新的量子计算记录:在硅中控制6量子比特处理器

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为了制造完全可操作和有能力的量子计算机,研究人员通过完全控制硅中的6量子比特量子处理器取得了突破。

他们将其称为该技术的“重要垫脚石”。爱游戏ayx体育

“今天的量子计算挑战包括两部分,”荷兰代尔夫特理工大学的量子计算研究员Stephan Philips说。爱游戏ayx体育“开发质量足够好的量子比特,并开发一种架构,使人们能够构建大型量子比特系统。”

“我们的工作符合这两种类型。由于构建量子计算机的总体目标是一项巨大的努力,我认为可以说我们在正确的方向上做出了贡献。”

量子比特由排列成一排的独立电子单元组成,间隔90纳米(一根头发的直径约为75000纳米)。在标准处理器中使用的晶体管结构的帮助下,这条“量子点”线在硅中进行调整。

量子比特是通过调节芯片的红色、蓝色和绿色导线上的电压形成的。SD1和SD2是敏感的电场传感器,可以检测单个电子的电荷。这些传感器以及先进的控制方案使研究人员能够将单个电子放置在标记为1-6的位置,然后将其作为量子比特进行操作。(Philips et al., Nature, 2022)

该团队还成功地控制了他们的自旋——允许量子位态的量子力学特性。

研究人员使用微波辐射、磁场和电势来控制和读取电子自旋,将它们作为量子比特来操作。他们还成功地使它们在需要时相互作用。

同样来自代尔夫特理工大学的电气工程师Lieven Vandersypen说:“在这项研究中,我们突破了硅中量子比特数量的极限,实现了高初始化保真度、高读出保真度、高单量子比特门保真度和高双量子比特状态保真度。”爱游戏ayx体育

“真正引人注目的是,我们在一次实验中以创纪录的量子位位数展示了所有这些特征。”

代尔夫特理工大学的电气工程师Mateusz Madzik说:“通过精心的工程设计,可以增加硅自旋量子比特的数量,同时保持与单个量子比特相同的精度。”爱游戏ayx体育

“在这项研究中开发的关键构件可用于在下一阶段的研究中添加更多的量子比特。”

这项研究已经发表在自然

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