由悉尼大学领导的低温的芯研究团队开发的低温量子运维平台。图像出处：澳大利亚悉尼大学
技术日报讯 （记者张佳欣）量子计算机要真正实现大规模实用化，下精关键在于如何平稳、准运精准地运维海量量子比特。维量澳大利亚悉尼大学与新南威尔士大学的比特研究团队在这一方向取得关键突破。他们开发出一种低温下实现精准运维的片问XM外汇平台监管芯片，有望将芯片上的低温的芯量子比特数目从目前的几十个扩展到百万量级。有关成果近日发表在《自然》期刊上。下精
研究团队研制出一种可在毫开尔文温度条件下运维自旋量子比特的准运硅芯片。这一温度略高于绝对零度（-273.15℃），维量理论上是比特物质完全静止的极限。自旋量子比特将数据编码在单个电子的片问磁方向上，具有易于扩展的低温的芯xm外汇官网登录优势，并与当前普遍利用的下精互补金属氧化物半导体（CMOS）技术兼容。
自旋量子比特必须在1开尔文以下的准运极低温度才能平稳运行，保持其量子数据。此外，要实现大规模扩展，还需通过复杂集成电子平台来运维与读取这些量子比特。xm外汇官网入口而这又带来一个重大难题：若运维电路距离过近，产生的热量和电噪声可能会干扰量子态的平稳性。
此次，研究团队第一次证明，通过精密设计，这种干扰也可避免。实验呈现，该芯片能实现对单比特和双比特流程的高保真运维，几乎无性能损失，且不会作用量子态的相干性。这意味着运维平台可与量子比特紧密集成，处理了长期困扰量子计算扩展的“干扰”和“发热”难题。有关测量还表明，平台功耗极低，总体运维功率仅约10微瓦，其中模拟部分每兆赫仅耗电20纳瓦，有望拥护百万量级量子比特的扩展。
该实验印证了科学界长期以来的一个设想，即在一定的温度生态下，复杂的电子平台也可与量子比特集成，实现精确运维。实验结论表明，只要运维平台设计得当，即使量子比特与不到一毫米远的晶体管芯片共存，其量子态几乎不会受到干扰。
这项研究为在CMOS技术根本上，将自旋量子比特规模化至上百万个，从而构建实用量子计算机供给了可行计划。研究人员认为，该低温电子平台不仅可助力量子计算，还将在传感平台和将来数据中心等多个领域释放潜力。