首个硅中双原子量子比特门问世

根据物理学家组织网络最近的一份报告，由澳大利亚新南威尔士大学的米歇尔·西蒙斯领导的团队已经在硅中创造了第一个双原子量子比特门。该操作在0.8纳秒内完成，比目前其他基于自旋的双量子位门快200倍。它是迄今为止最快的硅显示器，并且已经成为原子量子计算机建设中的一个重要里程碑。

双量子比特门是量子计算机的核心部件。西蒙斯团队建造的双量子位门是两个电子自旋之间的操作。最新的研究也是研究人员第一次允许两个原子量子位在比以前更近的距离上构建一个双量子位门，并实时可控地观察和测量它们的自旋状态。

原子量子位在硅中的相干时间最长，保真度最高。在最新的研究中，为了使用扫描隧道显微镜将磷原子准确地放置并封装在硅中，该团队首先计算了两个量子位之间的最佳距离(精确度高达十亿分之一米)，以实现关键操作。最令人兴奋的是，它们可以在纳秒时间尺度上控制两个电子之间相互作用的强度。

此外，他们还能以极高的精度读取和初始化硅原子量子位上的单电子自旋，并构建一个真正快速和高精度的双量子位门，这成为硅基可扩展量子计算机的基本模块。

新南威尔士大学科学院院长艾玛·约翰逊教授说:“这是西蒙斯团队的一个重要里程碑。它的下一个主要目标是建造一个10位量子集成电路，预计将在3-4年内实现。

总编辑圈

量子位是“0”和“1”的叠加态。在经典计算机看来，要解决旧的问题，量子计算机可以在几分钟内解决。有些人认为设计和制造通用量子计算机是21世纪的“太空竞赛”。制造量子计算机真的很难。这个来自澳大利亚新南威尔士大学的团队在量子计算研究方面取得了许多突破。这一次，他们建造了一个快速、高精度的双量子位门，为量子芯片和量子处理器的研发奠定了基础。当然，世界各地的其他团队也在以各种方式努力实现通用量子计算机的最终目标。