RIKEN科学家成功连接两个遥远的硅量子比特

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（图片来源：网络）

 

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。

直径只有几十纳米的硅量子点是实现大规模量子计算的前沿技术之一。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研究人员通过其中一个量子比特（蓝色球体）的相干穿梭，将两个遥远的量子比特（左右两侧的红色和蓝色球体）联系起来。（图片来源：网络）

RIKEN新兴物质科学中心的Akito Noiri说：“为了连接大量量子比特，我们必须将它们密集地塞进一个非常小的区域，而使用电线很难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，该演示开辟了基于硅量子点扩展量子计算的可能性。”

Akito Noiri（右）及其同事（图片来源：网络）

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点阵列上移动，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。

虽然两个量子比特之间的距离还不够远，但Noiri相信未来可以将分离度提高到大约一微米左右，从而使该方法在将来使用时能够更加实用。

编译：卉可

编辑：慕一

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