硅量子计算机研发渐入佳境 商用设备仍可期

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小编:由硅制成的量子计算机能够利用大规模制造技术,更简单方便地制造出商用设备。 图片来源:《自然》杂志官网 量子计算机由于强大的计算潜能和由此获得的广泛用途而“引无数英雄

  

  由硅制成的量子计算机能够利用大规模制造技术,更简单方便地制造出商用设备。

  图片来源:《自然》杂志官网

  量子计算机由于强大的计算潜能和由此获得的广泛用途而“引无数英雄竞折腰”。在这个群雄争霸的量子计算机战国时代,各路英豪各出奇招,提出了不同的量子计算机物理体系,比如采用囚禁离子、超导等,这些方法可谓“春兰秋菊,各有胜场”。

  而另一种比较低调的方法——用硅制造量子计算机,随着材料科学和工程学领域的不断进步,逐渐获得很多科学家的青睐。据英国《自然》杂志近日报道,半导体巨头英特尔公司已经研制出了首台采用传统计算机硅芯片制造技术的量子计算机。业内人士认为,用硅制造量子计算机意味着可以利用成熟的大规模制造技术,更容易地制造商用设备。

  当然,也有不少专家指出,距离真正研制出实用的硅量子计算机,还需时日。

  硅量子技术春天到来

  目前,许多实验室已经开发出了量子计算机原型,但它们通常要在接近绝对零度的温度下工作。这场计算竞赛中的领跑者通常使用下列两种方法之一来编码量子位:利用被囚禁在势阱中的单离子,或利用在超导回路中振荡的电流。但这两种系统都需要精准控制:离子技术使用复杂的激光系统来读写每个量子位,超导量子位则必须各有一个装置来用无线电波控制它们。

  而硅技术的拥趸看到了使用半导体来编码量子位的巨大优势。比如,这样的量子位可以更简单地利用蚀刻在芯片上的微型电线来操控;另外,如果传统芯片的大规模制造技术可应用到量子领域,那么技术转化为商用产品将会变得更容易。

  上海交通大学教授金贤敏对科技日报记者说:“采用硅晶体管开发量子位,还有一个原因在于,相对于超导材料,硅量子位的可靠性更高。谷歌研究员此前曾发布论文指出,目前所有的量子位都容易出错,因为它们使用的量子效应非常脆弱,即使对设备的噪音加以控制,也能在远不足一微秒的瞬间扰乱量子叠加。”

  现在,首台采用传统计算机硅芯片制造技术的量子计算机已由英特尔公司研制成功,并交付给了合作伙伴——位于荷兰代尔夫特理工大学的研究机构。英特尔的这台低调设备或许就像一朵羞答答的迎春花,昭示硅量子技术春天的到来。

  一些科学家也表示,在“硅路线”上看到了希望。澳大利亚新南威尔士大学米歇尔·西蒙斯的团队也在开发用硅制造量子计算机的方法。去年5月,西蒙斯创办了初创企业“硅量子计算”,澳大利亚政府提供了资金支持。

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