傳統(tǒng)計算機在計算和存儲信息的時候，使用的是“0”和“1”組成的“普通比特位”。但是量子計算機的“量子比特位”，卻能夠借助量子的物理現(xiàn)象，同時疊加“0”和“1”的任意組合狀態(tài)，以與眾不同的方式、更快更好地完成同樣的任務。這項嶄新的技術，有望在氣候和藥物研究扥該領域引發(fā)一場革命。當前世界各地已對多種架構進行測試，并且爭相推出首個集成了數(shù)以百萬計“量子比特”的量子計算機處理器。

　　運行中的UNSW純硅量子計算機芯片

　　其中包括硅自旋量子比特、離子阱、超導循環(huán)、鉆石空缺、以及拓補量子比特。遺憾的是，在上述所有架構中，量子位都相當脆弱、很容易產(chǎn)生計算錯誤。

　　即便是只包含了少數(shù)幾個量子位的量子處理器，通常也大到難以規(guī)?；a(chǎn)。好消息是，來自澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）的研究人員們，已經(jīng)開發(fā)出了同時解決這兩個痛點的新型芯片設計。

　　UNSW的研究人員們傾向于采用硅自旋量子計算方法，因為這樣就能夠復用現(xiàn)有的硅基微處理器技術。

　　據(jù)近日發(fā)表在《自然通訊》（NatureCommunications）期刊上的一篇論文所述，這是一款基于“互補型金屬氧化物半導體”（CMOS）工藝設計的新型計算芯片。

　　這顆硅量子處理器由一個巨大的二維量子比特陣列構成，采用傳統(tǒng)的硅晶體管來控制量子位的自旋，以及用兩個量子比特來處理邏輯交互。

　　論文一作、MennoVeldhorst博士表示：

　　通過選擇量子比特位上的一個電極，我們可以控制一個量子比特的自旋，其存儲著‘0’或‘1’的量子二進制編碼。而在量子位之間選擇電極，就可以在兩個量子比特上執(zhí)行邏輯交互或者運算。

　　World‘sfirstcompletedesignofasiliconquantumcomputer

　　研究團隊稱，量子計算所需的所有關鍵部件，都可以在單個芯片中實現(xiàn)。此外，該芯片的體系結構中包含了依賴于存儲單一數(shù)據(jù)的多個量子位的錯誤校正代碼，這是專門為自旋量子比特而設計的。

　　為了做好生產(chǎn)的準備，UNSW團隊預計還需要對芯片設計進行一些必要的修改。另一方面，他們對實現(xiàn)當前里程碑的速度感到自豪，因為他們2年前才創(chuàng)建了一個雙量子位邏輯門，并演示了如何在硅芯片上進行量子計算。