科學家表示，在開發出一種使矽基量子處理器更加可行的技術後，他們已經達到了「關鍵拐點」。
量子運算公司 Equal1 創建了一種量子處理單元 (QPU)，可以使用傳統的半導體製造製程建構。這消除了使用奇異材料或複雜技術生產量子處理器通常涉及的複雜性和成本。
該公司還開發了代表們所說的「迄今為止開發的最複雜的量子控制器晶片」。它可以在超低溫下運行，並為單晶片上數百萬個量子位元鋪平了道路——這意味著它可以同時處理大量量子位元訊息，同時保持它們的計算穩定和準確。
相較之下，當今最強大的量子晶片只能容納數千個量子位元，並且由超導體製成，所有這些都需要冷卻到接近絕對零點才能執行量子運算。
結合起來，新技術“為下一階段鋪平了道路”並證明最快的擴展方法是利用現有的晶片基礎設施。陳述。
量子不切實際
眾所周知，建構量子晶片是一個困難且昂貴的過程。與依賴二進位位元將資訊處理為 1 或 0 的常規電腦晶片不同，量子晶片使用，這些原則是基於。
量子位元具有特殊的屬性，使它們能夠同時存在於多種狀態（一種稱為疊加的現象），並以傳統位元無法透過稱為「疊加」的過程協同工作。。由此產生的平行處理使量子電腦能夠解決遠遠超出經典系統能力的問題。
然而，量子位非常脆弱。它們只有在保持相干狀態時才起作用，這意味著它們保持量子態足夠長的時間來執行計算。相干性很容易被溫度變化或電磁雜訊等環境因素破壞，因此需要極低的溫度以避免干擾。
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通常，量子晶片也是使用超導金屬等特殊或定製材料製成的，這需要昂貴且複雜的製造流程。 Equal1 的創新在於它對矽的使用—矽是半導體產業中最豐富、使用最廣泛的材料之一。
矽為量子位元提供了穩定的環境，特別是在使用稱為矽鍺 (SiGe)。 12 月 2 日發表在預印本資料庫的一項研究中arXiv，Equal1科學家解釋說，SiGe結合了矽的穩定性和鍺增強電子性能的能力，使其非常適合量子應用。更重要的是，SiGe 晶片可以使用與製造傳統電腦晶片相同的製程和工廠來生產，從而有可能製造量子處理器。
Equal1 代表表示，其 SiGe 6 量子位元陣列（晶片中創建和控制量子位元的部分）在兩個關鍵領域取得了突破：量子閘操作的精度和執行這些操作的速度。
具體來說，該晶片的單量子位元閘保真度為 99.4%，運行速度為 84 奈秒；雙量子位元閘保真度為 98.4%，運行速度為 72 奈秒。量子閘的高精度或保真度可以最大限度地減少計算錯誤，而更快的閘速度可以降低量子位元在操作過程中失去量子特性的風險。這些因素以及量子位元保持其量子態足夠長的時間以完成複雜操作的能力。
“這一結果證明了矽量子位元的巨大優勢——能夠在兩個關鍵領域實現擴展所需的性能——量子閘的保真度和速度。” Equal1 首席量子架構師 Nodar Samkharadze 在聲明中表示。
旋轉它
為了確保可靠的量子操作，Equal1 的裝置使用「自旋量子位元」。自旋量子位元將資訊編碼為。在他們的研究中，科學家表示，自旋量子位元特別適合與矽集成，因為矽為電子自旋提供了穩定的環境。這降低了量子位元由於周圍環境的干擾而失去其微妙的量子特性的風險。
Equal1也開發了一款採用multi-tile架構的量子控制器晶片；該設計將一個晶片劃分為多個可以半獨立運行的塊。這種架構是擴展量子系統的關鍵，因為它允許控制功能分佈在整個晶片上，避免依賴單一處理單元時可能出現的瓶頸。
控制器在 300 毫開爾文溫度下運作 — 此溫度略高於——這使得它能夠有效地管理量子位，同時保持一致性所需的條件。 Equal1代表表示，該控制器還具有人工智慧（AI）驅動的糾錯技術，可實現即時調整，維持量子運算的穩定性和準確性。
「今天標誌著 Equal1 和量子計算行業的關鍵轉折點，」該公司首席科學官 Elena Blokhina 在聲明中補充道。 “Equal1 始終相信矽是擴展量子電腦的工具，今天，憑藉這些世界領先的量子位元和控制晶片成果，我們已經朝著這一願景邁出了重要一步。”
