当地时间3月31日,于2017年成立的英国初创公司Quantum Motion宣布了一项量子计算的突破性进展,证明可以在硅芯片上创建一个稳定的量子比特,该硅芯片与智能手机中使用的芯片相类似。

通过将芯片冷却至近乎绝对零度(零下273摄氏度)的温度,并使用微小的晶体管,Quantum Motion团队能够分离出一个电子并测量其量子态,相干时间长达9秒。这一发现已发表至科学杂志《PRX Quantum》上进行了同行评审。

在外行人看来,9秒并不长。但在量子计算的世界里,量子态通常以纳秒计量,而9秒几乎是一个难以想象的长度。

即使是芯片制造商英特尔,在与初创公司QuTech合作测试一种类似于硅的方法是,都是以1秒来考量。单单1秒,都比使用超导方法的量子公司已经实现的时间长几个数量级。

这又一次表明,在量子技术方面,也许小公司比大公司更有能力取得进步。

伦敦大学学院(UCL)的纳电子学教授John Morton,同时他也是Quantum Motion公司的联合创始人。Morton表示,Quantum Motion公司利用已有的硅芯片产业,采取的技术可能是“实现量子芯片工业化生产的捷径蓝图”。

量子芯片工业化生产的捷径,相干时间以数量级跃居超导的9秒硅量子比特-量子客
图1|John Morton(来源:Sifted)

Morton透露,很多量子计算项目都是从物理实验室中出现的,使用稀有材料。但公司想换一种方式,将公司已经投入生产的CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片替代掉。

他补充说,硅已经成为制造量子比特的理想材料,得益于其“安静”的特质,98%的硅原子核都没有自旋,所以不会干扰被测电子的自旋。

但更重要的是,如果硅可靠,量子计算机行业将不必建立起新的芯片代工厂,他们可以利用已有基础设施。而假设量子计算机和经典计算机使用相同的硅芯片和晶体管架构,那么两者的结合也会更加容易。

当然,Quantum Motion目前只展示了一个量子比特,与谷歌和IBM已经实现的50多个量子比特相比,也许并不足以引起重视。

但是,Morton表示,1个量子比特也好,50个量子比特也罢,它们与100万量子比特之间的距离几乎是同等的。有些技术可以更快达到10个甚至50个量子比特,但也许这之后的扩展难度较高。而关键就在于,要找到真正可扩展的技术路线

量子芯片工业化生产的捷径,相干时间以数量级跃居超导的9秒硅量子比特-量子客
图2|欧洲量子计算公司地图(来源:Sifted)

且一些量子计算技术在扩展到数千个量子比特的时候,机器可能会相当笨重。至于硅技术,从理论上讲,Quantum Motion使用的电子自旋量子比特,即便制备了100万个,也是可以装在一个1厘米见方的芯片上的。

但是,仍然需要将芯片放置在一个稀释制冷机内,使其温度保持在接近绝对零度的状态。话又说回来,只需要一个大小类似于服务器机架的稀释制冷机,就可以容纳下许多这样的芯片。

Quantum Motion公司目前有20人的团队,去年筹集了800万英镑的A轮融资,由荷兰风投公司INKEF Capital领投,欧洲顶级风投公司之一的Octopus Ventures作为其新的投资者,国家安全战略投资基金等其他投资者也参与了本轮融资。该笔资金用于Quantum Motion公司在伦敦建立自己的实验室,以推进公司的研究。

 

 

参考链接:

[1]https://sifted.eu/articles/quantum-motion-9-second-silicon-qubit/

[2]https://quantummotion.tech/quantum-computing-breakthrough-shows-blueprint-for-scalable-future/

 

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|编  辑:王嘉雯      |审  校:丁 艳