RIKEN科学家顺利连接两个遥远的硅量子比特

发布时间：2023-06-21 10:24:16 所属栏目：动态来源：

导读：在一项有望帮助扩展基于硅量子点的量子计算机的演示中，RIKEN的研究人员利用一种相干自旋穿梭的方法，成功连接了两个相距较远的硅自旋量子比特，这是迈向大规模量子计算的重要一步。将量子计算机从数百万量子比特扩展

在一项有望帮助扩展基于硅量子点的量子计算机的演示中，RIKEN的研究人员利用一种相干自旋穿梭的方法，成功连接了两个相距较远的硅自旋量子比特，这是迈向大规模量子计算的重要一步。将量子计算机从数百万量子比特扩展到数百万量子比特的关键挑战是远距离连接量子点，这一突破克服了这个挑战。

连接两个遥远的量子比特将有助于开发基于硅量子点的更大、更复杂的量子计算机。许多大型IT公司（包括IBM、Google和Microsoft等）正在竞相开发量子计算机，研究表明，在某些类型的计算中，量子计算机的功能大大优于传统计算机。但是，开发商业上可行的量子计算机的最大挑战之一是将它们从一百个左右的量子比特扩展到数百万个量子比特。

其中直径只有几十纳米的硅半导体量子点是近些年来实现先进大规模量子计算的不可缺少的前沿技术之一。它的突出优点是可以使用现有的硅制造技术。但存在的挑战是，虽然连接两个相邻的量子点很简单，但很难连接彼此相距很远的量子点。

RIKEN新兴物质科学中心的Akito Noiri说：“为了连接大量的量子比特，我们必须将它们大规模密集成千上万次的地毫无规律的塞进一个非常狭隘的小的区域，而使用一种电线很难轻而易举的连接如此密集的量子比特。”

现在，Noiri和同事已经实现了相距较远的硅自旋量子比特之间的双量子比特逻辑门。Noiri说：“在这个领域，已经使用各种方法做了很多工作，这是第一次成功展示了由两个遥远的量子比特形成的可靠逻辑门，该系统的演示系统开辟了基于晶体管的硅半导体量子点扩展大规模量子计算的可能性。”

为了连接两个量子比特，该团队使用了一种称为相干自旋穿梭的方法，这种方法涉及通过施加电压将电子推入量子比特阵列，单个自旋量子比特可以在量子阵列上移动，它们的相位相干性却不受影响，这是量子计算机的重要属性，因为它携带信息。

虽然这两量子比特之间的距离尚不足以实现,但诺利认为,在未来,这种分离程度可将之提高到约 1微米,从而在未来使用中更具实用性。

（编辑：汽车网）

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