幾十年來，研究人員一直在嘗試製造一台計算機，以利用量子力學的巨大潛力。現在工程師來自新南威爾士大學（UNSW）在澳大利亞，通過在矽中創建一個量子邏輯門克服了最後的障礙 - 與當今計算機芯片製成的材料相同。
新開發的設備允許兩個量子位（或Qubit）一起通信和執行計算，這是至關重要的要求量子計算機。更好的是，研究人員還闡明瞭如何將技術擴展到數百萬量子位，這意味著他們現在有能力建立世界上第一個量子處理器芯片，最終是第一個基於矽的芯片計算機的數量。
現在，常規的計算機芯片將信息存儲為二進制位，該信息處於0或1狀態。該系統運行良好，但這意味著可以處理有限的數據。另一方面，Qubits可以同時處於0、1、1的狀態，這使量子計算機具有前所未有的處理能力……如果我們可以弄清楚如何構建它們。
科學家們越來越擅長控制這些量他，但是他們所努力的是讓他們彼此交流並執行操作。這對於形成所謂的邏輯門- 所有數字電路的構建塊，該塊需要兩個輸入值，並基於編程邏輯提供了一個新的輸出。
量子邏輯大門過去已經建造了，但它們都使用過異國材料，它與當今基於矽的計算機基礎架構不兼容。矽量子邏輯門是剩下的最後一個物理構建塊，以創建基於矽的量子計算機。
“因為我們使用與現有計算機芯片的基本相同的設備技術，所以我們認為製造全尺寸處理器芯片要比任何依賴更多異國情調技術的領先設計要容易得多。”在新聞稿中說。 “這使得量子計算機的構建更加可行，因為它基於與當今計算機行業相同的製造技術。”
這構建量子邏輯門的挑戰是，為了讓兩個量子位互相“交談”，它們必須非常緊密 - 通常是在彼此的20至40納米範圍內 - 這使得控制它們變得非常困難。
團隊通過有效地複制傳統芯片的設置來克服這一點。在該設置中，二進制位是由小的半導體設備定義的電晶體。這些晶體管中的大約有10億個已被包裝在智能手機或計算機中的每個矽芯片上。
另一方面，量子位由單個電子的自旋定義。但是，通過重新配置傳統晶體管僅與一個電子相關聯，Dzurak和他的團隊能夠將它們定義為Qubits。
“我們通過確保每個電子僅具有與之相關的一個電子，將這些矽晶體管變成量子位。然後，我們將0或1的二進制代碼存儲在電子的“自旋”上，這與電子的微小磁場有關，”Menno Veldhorst說，這項研究的主要作者發表在自然。
然後，團隊表明他們可以在這些晶體管上使用金屬電極來控制Qubits並讓它們相互通信，從而創建功能性的邏輯門。
研究人員已經為設計申請了專利“Dzurak解釋說：“對於允許數百萬噸的全尺寸量子計算機芯片，所有這些都進行了我們剛剛證明的計算類型。”
一旦有了矽量子芯片，我們就可以構建一台功能的量子計算機，這將徹底改變我們處理信息的方式，並對財務，研究和安全產生巨大影響。
仍然有很多工程學要做，但這是一個非常激動人心的時刻。
