英国量子计算初创公司Quantum Motion近日宣布，其将为英国国家量子计算中心(NQCC)打造一款基于硅自旋量子比特的量子处理器测试平台。这款量子系统原型将以电子工业领域广泛使用的300mm CMOS晶圆平台为基础，将成为首个使用传统硅制造工艺进行开发并交付至NQCC的量子计算测试台，它旨在展示成熟半导体制造技术的实用性和可扩展性。

Quantum Motion首席执行官James Palles-Dimmock表示：“在我们公司的战略中，追求的不仅仅是提供量子比特，而是要提供一个可扩展、集成的量子架构，它能够构建出具有真正价值的大型系统。这包括开发运行量子计算机所需的组件，例如世界领先的低温电子技术和自动化控制技术，以及采用标准CMOS工艺制造的量子处理器原型。”

该公司已成功研发出设计和操作尺寸小于100纳米的量子比特技术，这使得通过常规可扩展的CMOS工艺生产出含有数百万个量子比特的高密度量子处理器成为了可能。这些量子比特将应用在容错量子计算机架构及错误缓解中，并允许针对不同目标应用进行定制的量子处理单元(QPU)设计。

早在2022年，该公司就展示了一款名为“Bloomsbury”的3x3毫米芯片，该芯片由一家商业代工厂在300mm晶圆上进行制造，芯片里拥有数千个量子点装置，并与在绝对零度以上不到十分之一度的温度下运行的控制电子器件集成在一起。

从今天的小型量子处理器演示走向大规模量子计算机，需要克服多个挑战。其中特别突出的挑战是如何在大型阵列中寻址每个量子比特，而且不需要大量的输入/输出连接到芯片。正如拥有数十亿晶体管的传统CPU仅通过几百个输入/输出接口与主板连接一样，量子芯片也需要进行类似的控制。实现这一目标不仅意味着要利用制造传统电子产品的相同工艺来制造量子设备，还需要设计能在极低温环境下工作的电子电路。

Quantum Motion集成电路负责人Alberto Gomez Saiz表示：“我们的团队创造了定制的‘量子基元’，它类似于传统CMOS电路中的基本构建块——晶体管，可以用来捕获单个电子。将这些量子基元与我们专为在低温环境下工作而设计的传统电子器件在芯片上进行集成，我们只需9根线缆就能读取数千个量子点装置的状态，从而消除了可扩展的主要瓶颈。”

Quantum Motion首席量子硬件工程师M. Fernando Gonzalez-Zalba指出：“我们已经开发出了高频读出技术和软件自动化技术，能够在12分钟内测量出包含1024个量子点的阵列，并显示出单电子行为。这一速度比其他行业成果快了100倍，他们可能需要24小时或更长时间才能读取同等数量的量子点。”(编译:Qtech)