2020年年底以来，量子打算领域的多项创新接连呈现，大大推动了量子打算机的发展。仲春初，来自澳大利亚和微软的科学家们再次取得打破式进展！
成功创造了一种低温量子打算机芯片，能够轻松处理数千个量子比特，可能为下一代量子打算机铺平道路。干系成果揭橥于《Nature Electronics》上，引发学界广泛关注！
据先容，这种低温量子芯片由悉尼大学与微软互助工程师共同设计，能够轻松处理数千个量子比特（量子打算的“措辞”符号），比较目前最多处理几十个量子比特的低级量子打算机，性能提升了两个数量级！
该芯片的联合发明人Kushal Das博士表示，“这个芯片改变了有关量子打算的统统......这标志着迄今为止人类最前辈的量子芯片出身，在追求量子飞跃的时期向前迈出了巨大一步。 ”
传统打算机采取二进制的信息单位，即“0”状态或“1”状态；而量子打算机虽然依旧是二进制，但同时引入了一种新的状态：“0”和“1”。在这三种状态下，量子打算机的数据传输量急剧提升。
为了最大程度上引发量子打算的潜力，新的芯片须要同时进行上千乃至上百万的量子比特打算。而传统打算机受限于芯片的物理体系构造，最多只能进行几十个量子比特（约50个）的运算。而新的低温量子芯片有效肃清了这一构造层面的限定。上图为包含低温芯片的模块化掌握平台。
要想建立一个可以处理大量量子信息的“猖獗”系统是一项艰巨的任务。这种低温量子芯片是一种互补金属氧化物半导体，简称CMOS。CMOS芯片位于主板的心脏区域，它保留了一小部分内存，用于发出掌握主要任务的指令。
问题在于，量子打算机在高温环境中会引发信息“畸变”，导致信息传输涌现差错，因此保持低温基本上是唯一的办理方案。在新的设计方案中，低温量子芯片必须保持在100mK的超低温状态（即-273.05℃）——险些是绝对零度。
此外，这种新的低温量子CMOS芯片仅需两条电缆传输数据，大大提高了信息输出效率。不得不说，这一超过式的技能打破将量子打算机的天花板大大抬高，为我们描述出了更富有想象力的未来。当然，在办理了传输效率、打算效率之后，未来还将连续对运行功耗、保真度（打算准确性）、可扩展性进行优化。
中国在量子打算机领域同样具有“天下第一方阵”地位。2020年12月，潘建伟团队成功构建了76个光子的量子打算原型机——“九章”，该打算机求解“高斯玻色取样”算法仅需200秒，这一打破使中国成为环球第二个实现“量子优胜性”的国家。此外，2021年2月初，中国首款国产量子打算机操作系统——“本源司南”正式发布，标志着国产量子软件研发能力已达国际前辈水平。
责编/朱张航宇
参考文献：A cryogenic CMOS chip for generating control signals for multiple qubits, Nature Electronics, January 2021, Vol 4:64–70
