来自英特尔的工程师和来自QuTech的科学家已经交付了第一个在大规模生产传统计算机芯片的工业制造设施中制造的量子比特。由于其具有可扩展性，这一突破是朝着扩展到实际量子计算所需的数千个量子比特迈出的关键一步。研究人员在《自然·电子学》期刊上发表了他们的研究结果。

可扩展的量子计算机的生产面临着几个主要障碍，找到合适类型的量子比特就是其中之一。一个有前途的量子比特候选者是基于在硅纳米级设备中捕获的单个电子的自旋。该器件的一个主要优点是它与传统晶体管有相似之处。因此，预计可以利用半导体行业的广泛知识和技能来生产具有前所未有的良率、高一致性和极少缺陷的量子比特器件。

目前，半导体量子比特芯片通常在洁净室中制造，使用了能灵活变更设计和可快速进行优化的工具，但在可靠性方面有所妥协。另一方面，已有的工业半导体制造非常可靠，但必须遵守严格的设计规则。重要且悬而未决的问题是：量子比特的设计是否可以在实际中的设计规则内制造，以及量子比特是否能够在生产环境下实现极高的产量和良率。

论文第一作者、QuTech的研究员Anne-Marije博士说：“工业制造技术不同于通常用于制造这种量子点样品的技术。就好像前面我们是在用书法体写作，但现在我们改成了用模板机。前者提供了更大的灵活性，后者则显着提高了产量和产品一致性。此外，与一次制造20个设备不同，现在进行一轮制造可以为我们提供数万个设备，使我们能够收集有关设备属性的统计数据。”此外，以这种方式生产的量子比特的重要属性(如寿命)是在这些类型的量子比特中具有最高测量值的。

QuTech的首席科学家Lieven Vandersypen补充道：“很多文章都说：硅中的半导体自旋量子比特与CMOS半导体制造工艺是兼容的。但直到现在，我们才证明这一点。英特尔团队的设备良率达到了史无前例的98%，而我们在大学洁净室里生产它的良率比列为50%。”

构成这种量子比特的量子信息类型是电子自旋。电子被困在一个“盒子”内，这个盒子是由能量景观中的一个势阱提供的，这个势阱被称为量子点。能量景观是由材料特性(类似于传统晶体管的布局：硅-氧化硅界面)和电场结合产生的。通过这种方式，可以隔离和处理量子点中的单个电子，并完全控制其自旋。

单个量子比特设备的工业制造现在已成为事实。并行的工作旨在控制多个自旋量子比特并提高量子比特控制的质量。综合起来，这些进步将为实现集成数百万个量子比特的全面量子计算奠定坚实的基础。（编译:Qtech）