同時讀取9個量子位：新方法讓量子計算機更強大

近期，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)研究人員開發了一種同時讀取多個量子位（量子數據的最小單位）的技術。這項研究為新一代更強大的量子計算機鋪平道路。“目前，IBM和谷歌擁有世界最強大的量子計算機。”EPFL高級量子結構(AQUA)實驗室主任Edoardo Charbon說。“IBM剛剛推出一款127量子位的計算機，谷歌的是53量子位。”

但由于量子位的數量有限，工程師無法開發出更高性能的計算機。EPFL工程師團隊與英國研究人員開發出一種新方法，能夠突破技術障礙，更有效地讀取量子位。這意味著更多的量子位可以放入量子計算機中。該發現于近日發表在《自然電子》(Nature Electronics)雜志上。量子計算機的工作原理不同于傳統計算機。前者沒有單獨的處理器和存儲芯片，而是由量子位組成。依靠量子疊加和糾纏的特性，量子計算機能夠執行復雜計算，可應用于生物化學、密碼學等領域。

“我們現在面臨的挑戰是將更多的量子位連接到計算機上——數百個，甚至數千個——以提高計算機的處理能力，”Charbon說，“更為復雜的是，量子位的工作溫度接近絕對零度（零下273.15攝氏度），因此在室溫下讀取和控制它們異常困難。工程師通常會在室溫使用計算機，單獨控制每個量子位。”實驗室人員Andrea Ruffino開發的新方法，可以同時有效讀取9個量子位。這一方法甚至可以擴展到更大的量子位矩陣。盡管EPFL沒有量子計算機，他將納米大小的半導體粒子——量子點整合到晶體管中，以此來模擬量子位，并在幾乎與量子計算機同等的條件下進行實驗。

“我的方法是基于使用時間和頻率。”他說道，“基本想法是減少連接，并用單個鏈路操作三個量子位。”