洛桑联邦理工学院(EPFL)的工程师开发了一种同时读取多个量子比特(最小的量子数据单位)的方法。他们的方法为新一代更强大的量子计算机铺平了道路。

EPFL工程学院高级量子架构实验室(AQUA Lab))负责人Edoardo Charbon教授说：“IBM和谷歌目前拥有世界上最强大的量子计算机。IBM刚刚推出了127量子比特的机器，而谷歌的机器是53量子比特。” 然而，由于量子比特数量有限，让量子计算机变得更快的范围是有限的。但是，由Charbon教授领导的一个工程师团队与英国的研究人员合作，刚刚开发出了一种很有前途的方法来突破这一技术障碍。他们的方法可以更有效地读取量子比特，这意味着可以将更多的量子比特打包到量子处理器中。他们的这一研究成果发表在《自然电子学》上。

生物化学和密码学

量子计算机不像我们习惯的计算机那样工作。它没有单独的处理器和内存芯片，而是将两者组合成一个被称为量子比特的单元。这些计算机使用诸如叠加和纠缠之类的量子特性来执行常规计算机在合理时间范围内永远无法完成的复杂计算。量子计算机的潜在应用包括生物化学、密码学等。目前的研究小组使用的机器有大约十几个量子比特。Charbon说：“我们现在的挑战是将更多的量子比特互连到量子处理器中——我们正在谈论数百甚至数千个——以提高计算机的处理能力，”

量子比特的数量目前受到以下事实的限制，即目前还没有可以快速读取所有量子比特的技术。Charbon说：“更复杂的是，量子比特在接近绝对零度(即–273.15℃)的温度下运行。这使得读取和控制它们变得更加困难。工程师通常做的是在室温下使用机器并单独控制每个量子比特。”

这是一个真正的突破

Charbon实验室的博士生Andrea Ruffino开发了一种方法，可以同时有效地读取九个量子比特。更重要的是，他的方法可以扩展到更大的量子比特矩阵。他解释道：“我们的方法基于使用时域和频域。基本的想法是通过让三个量子比特与一个单键一起工作来减少连接的数量。” EPFL没有量子计算机，但这并没有阻止Ruffino。他找到了一种模拟量子比特的方法，并在与量子计算机几乎相同的条件下进行实验。Ruffino说：“我将纳米级的半导体粒子量子点整合到晶体管中，这使我的工作在原理上与量子比特相同。”

Charbon说：“Andrea证明了他的方法适可以在常规计算机芯片上的集成电路是可行的，并且接近量子比特的工作温度。这是一个真正的突破，可以将大型量子比特矩阵系统与必要的电子设备集成在一起。这两种技术可以简单、有效地以可重复的方式协同工作。”（编译:Qtech）