现在的量子计算原型机在解决某些问题方面已经开始有超越经典计算机的计算能力。为了获得真正的量子优势，这些只有少数量子比特的原型机需要扩展到数百个量子比特。但现有几十个量子比特的计算设备都通常要占据30到50平方米的空间，这对于目前的实验室来说扩展硬件是非常棘手的难题。

迈向可访问和可扩展量子计算的过程总是一步一步前进。为了解决量子计算机体积过大的问题，奥地利因斯布鲁克大学的Ivan Pogorelov和同事制造了一种紧凑型的量子计算处理器，它可安装在两个标准大的服务器机架式中，这种机架每个的体积为1.7平方米。该处理器的性能与类似规模的实验室版本相当，它最终可能会发展成可由经过培训的非专家人士来操作的高达50个量子比特的设备。

该团队的设计采用光学量子比特来编码两种钙离子电子态的量子信息。他们用激光脉冲操纵离子的状态并产生纠缠，信息可以在离子之间进行共享。这种处理器依靠宏观的电场陷阱来控制多达50个离子的串。

系统被安装在一系列坚固的被称为“模块”的铝箱中，这些箱子相互堆叠在两个19英寸宽的服务器机架内。机架中“光学模块”包含了用于产生和控制激光以及用于路由和切换光的设备。“陷阱模块”则包含主离子阱、用于操纵离子中量子比特的电子组件以及用于通信和远程控制的组件。

Ivan Pogorelov的这个研究团队演示了具有完全纠缠“24-qubit GHz”态的离子阱装置，他们称这是迄今为止在所有量子系统中能实现的最大的完全纠缠状态。

这个更紧凑的量子计算机可以独立运行，并将很快就能实现在线编程。研究人员面临的一个特殊挑战是确保量子计算机的稳定性。量子实验非常敏感，在实验室中借助复杂的措施可以免受外部干扰。令人惊讶的是，因斯布鲁克的研究人员成功地将这种质量标准转移到了紧凑型设备上，从而确保了安全和不间断的运行。这种新设备的推出表明，量子计算机将很快准备好用于数据中心。

该团队还表示，这种新设计具有易于更换的部件并只需进行少量维护的优点。它也能启用云服务进行访问，以使用量子计算语言来测试各种算法。（编译:Qtech）