几十年来，研究人员一直在尝试制造一台计算机，以利用量子力学的巨大潜力。现在工程师来自新南威尔士大学（UNSW）在澳大利亚，通过在硅中创建一个量子逻辑门克服了最后的障碍 - 与当今计算机芯片制成的材料相同。
新开发的设备允许两个量子位（或Qubit）一起通信和执行计算，这是至关重要的要求量子计算机。更好的是，研究人员还阐明了如何将技术扩展到数百万量子位，这意味着他们现在有能力建立世界上第一个量子处理器芯片，最终是第一个基于硅的芯片计算机的数量。
现在，常规的计算机芯片将信息存储为二进制位，该信息处于0或1状态。该系统运行良好，但这意味着可以处理有限的数据。另一方面，Qubits可以同时处于0、1、1的状态，这使量子计算机具有前所未有的处理能力……如果我们可以弄清楚如何构建它们。
科学家们越来越擅长控制这些量他，但是他们所努力的是让他们彼此交流并执行操作。这对于形成所谓的逻辑门- 所有数字电路的构建块，该块需要两个输入值，并基于编程逻辑提供了一个新的输出。
量子逻辑大门过去已经建造了，但它们都使用过异国材料，它与当今基于硅的计算机基础架构不兼容。硅量子逻辑门是剩下的最后一个物理构建块，以创建基于硅的量子计算机。
“因为我们使用与现有计算机芯片的基本相同的设备技术，所以我们认为制造全尺寸处理器芯片要比任何依赖更多异国情调技术的领先设计要容易得多。”在新闻稿中说。 “这使得量子计算机的构建更加可行，因为它基于与当今计算机行业相同的制造技术。”
这构建量子逻辑门的挑战是，为了让两个量子位互相“交谈”，它们必须非常紧密 - 通常是在彼此的20至40纳米范围内 - 这使得控制它们变得非常困难。
团队通过有效地复制传统芯片的设置来克服这一点。在该设置中，二进制位是由小的半导体设备定义的晶体管。这些晶体管中的大约有10亿个已被包装在智能手机或计算机中的每个硅芯片上。
另一方面，量子位由单个电子的自旋定义。但是，通过重新配置传统晶体管仅与一个电子相关联，Dzurak和他的团队能够将它们定义为Qubits。
“我们通过确保每个电子仅具有与之相关的一个电子，将这些硅晶体管变成量子位。然后，我们将0或1的二进制代码存储在电子的“自旋”上，这与电子的微小磁场有关，”Menno Veldhorst说，这项研究的主要作者发表在自然。
然后，团队表明他们可以在这些晶体管上使用金属电极来控制Qubits并让它们相互通信，从而创建功能性的逻辑门。
研究人员已经为设计申请了专利“Dzurak解释说：“对于允许数百万吨的全尺寸量子计算机芯片，所有这些都进行了我们刚刚证明的计算类型。”
一旦有了硅量子芯片，我们就可以构建一台功能的量子计算机，这将彻底改变我们处理信息的方式，并对财务，研究和安全产生巨大影响。
仍然有很多工程学要做，但这是一个非常激动人心的时刻。
