新的芯片设计揭橥在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,详细先容了一种新的构造,可利用现有的半导体元件来进行量子打算——即CMOS (互补型金属氧化物半导体),这是所有当代芯片的根本。
“通过创造一个微处理器芯片,将大量的操作元件集成在一起事情,就像交响乐一样——你可以把它放在口袋里!——这是一项令人震荡的技能造诣,也是当代生活的一场革命,”新南威尔士大学澳大利亚国家制造举动步伐主任Andrew Dzurak说。“量子打算使我们处于技能飞跃的边缘,这一飞跃可能具有深远的变革意义。但是一个完全的量子芯片制造工程设计一贯难以实现。”
“我认为新南威尔士大学的进展使这统统成为了可能。最主要的是,在当代半导体工厂中,也将能够制造量子芯片。”他补充道。

据研究报告的紧张作者Menno Veldhorst先容这项新设计最初是为了绘制出一种可以想象的工程路径,以创造数百万量子比特(或者量子位)。
为了应对重大的环球性问题——比如景象变革或癌症等繁芜疾病——人们普遍认为,我们须要利用数以百万计的量子比特来串联事情。
为了做到这一点,我们须要将量子比特打包并集成,就像我们利用当代微处理器芯片一样。这便是新设计的目标。
量子打算机通过利用量子物理的事理,即“纠缠”和“叠加”,成倍地扩展了当代打算机中利用的二进制代码的词汇量。量子位可以存储一个0、一个1或0和1的任意组合。
正如量子打算机可以同时存储多个值,它也可以同时处理多个值,同时进行多个操作。
在办理一系列主要问题时,这将使通用量子打算机的速率比传统打算机快数百万倍。
Veldhorst说:“我们的设计在一个巨大的二维阵列中结合了传统的硅晶体管switch和量子比特之间的‘turn on’操作,利用基于网格的‘word’和‘bit’选择协议,类似于在传统的打算机内存芯片中选择比特。”
“通过在一个存储0或1量子二进制码的量子比特之上选择电极,我们可以掌握量子比特的自旋。通过在多个量子比特之间选择电极,两个量子比特逻辑相互浸染或打算可以在量子比特之间进行。”他补充道。
从以上先容中我们可以看出,若此设计工艺完备成熟,量子芯片的量产将很快就能实现,这可以说是一个让人振奋的。