同时读取9个量子位：新方法让量子计算机更强大

近期，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)研究人员开发了一种同时读取多个量子位（量子数据的最小单位）的技术。这项研究为新一代更强大的量子计算机铺平道路。“目前，IBM和谷歌拥有世界最强大的量子计算机。”EPFL高级量子结构(AQUA)实验室主任Edoardo Charbon说。“IBM刚刚推出一款127量子位的计算机，谷歌的是53量子位。”

但由于量子位的数量有限，工程师无法开发出更高性能的计算机。EPFL工程师团队与英国研究人员开发出一种新方法，能够突破技术障碍，更有效地读取量子位。这意味着更多的量子位可以放入量子计算机中。该发现于近日发表在《自然电子》(Nature Electronics)杂志上。量子计算机的工作原理不同于传统计算机。前者没有单独的处理器和存储芯片，而是由量子位组成。依靠量子叠加和纠缠的特性，量子计算机能够执行复杂计算，可应用于生物化学、密码学等领域。

“我们现在面临的挑战是将更多的量子位连接到计算机上——数百个，甚至数千个——以提高计算机的处理能力，”Charbon说，“更为复杂的是，量子位的工作温度接近绝对零度（零下273.15摄氏度），因此在室温下读取和控制它们异常困难。工程师通常会在室温使用计算机，单独控制每个量子位。”实验室人员Andrea Ruffino开发的新方法，可以同时有效读取9个量子位。这一方法甚至可以扩展到更大的量子位矩阵。尽管EPFL没有量子计算机，他将纳米大小的半导体粒子——量子点整合到晶体管中，以此来模拟量子位，并在几乎与量子计算机同等的条件下进行实验。

“我的方法是基于使用时间和频率。”他说道，“基本想法是减少连接，并用单个链路操作三个量子位。”