英特尔和QuTech共同展示针对实用量子系统的高保真“高温量子”

公司已经发现了一种自旋量子位制造流程，基于300毫米工艺技能，行使的是这种同位素纯晶圆（硅晶圆）。（图片来历：Walden Kirsch/英特尔公司）

2020年4月15日——本日，英特尔与QuTech配合在《天然》杂志（Nature）上颁发了一篇论文，证明白在高于1开氏度下，可以或许乐成节制“高温”量子位（量子计较的根基单元）。该研究还重点阐述了对两个量子位的单独干系节制，其单量子位保真度高达99.3%。这些打破突显出对将来量子体系和硅自旋量子位举办低温节制的潜力，硅自旋量子位与单电子晶体管极为相似，可以集成在一个封装内。

英特尔研究院量子硬件总监Jim Clarke暗示：“这项研究代表我们对硅自旋量子位的研究取得了意义不凡的盼望，我们以为硅自旋量子位是一个极具潜力的候选技能，有望赋能贸易局限级量子体系，由于它们很是相同于英特尔已制造高出50年之久的晶体管。我们证明高温量子可以在更高的温度下事变，同时保持高保真度，这为在不会影响量子位机能的环境下，实现各类当地量子位节制选项铺平了阶梯。”

可否将量子计较应用于现实题目中，取决于同时以高保真度扩展和节制数千个（乃至是数百万个）量子位的手段。然而，当前的量子体系计划受限于整系一切尺寸、量子位保真度，尤其是大局限打点量子所需的节制电子器件的庞洪水平。

在一个芯片上集成节制电子器件和自旋量子位，可以大大简化两者之间的互连。可是要实现这一方针，进步量子位的事变温度至关重要。在此之前，量子计较机被证明只能在毫开尔文的温度范畴内事变——只比绝对零度跨越零点几度。此刻，跟着对高温量子的研究，QuTech与英特尔的相助已经证明白一个假设，即硅自旋量子位有也许在略高于当前量子体系运行温度中事变，从而向量子计较的可扩展性迈出了一步。

操作硅自旋量子推进量子计较，让英特尔可以或许操作在先辈封装和互连技能方面的专业性，为实现量子适用性开发一条可扩展的阶梯。英特尔一连推进全栈量子体系的成长，这项研究正是成立在此前的一系列事变之上，包罗客岁年底推出的首款Horse Ridge低温量子节制芯片。

这一研究也实现了要害机能打破。一样平常来说，除非将量子位冷却到靠近绝对零度（-273摄氏度，或0开氏度），不然量子位中存储的量子信息凡是很快就会丢失。在《天然》杂志重点报道的研究中，英特尔和QuTech初次揭示了怎样运行较高温度、较大密度且干系的量子位。这些麋集的量子位可以或许在相对较高的温度下高质量运行。

跟着这项研究的开展，研究职员同时证明，1开氏度以上温度可以实现硅量子点的单量子位节制。可是直到此前，只有在40毫开氏度的低温下，才气实现对两个量子位的节制。英特尔与QuTech的相助研究揭示了新的打破，在1.1开氏度下，可以运行量子电路中的完备双量子位逻辑单位。

通过这项研究，英特尔和QuTech还证明白可以或许节制双量子位体系电子自旋的手段，并丈量出单量子位保真度高达99.3%，且可对体系举办准确调解。另外，研究团队还证明在45毫开氏度到1.25开氏度的温度范畴内，自旋量子位的机能受影响最小。

（编辑：河北网）

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