量子计算初创公司Diraq的工程师们发现了一种新方法，它可以精确控制运行逻辑门的量子点中的单个电子。更重要的是，这项新技术体积更小，需要的部件更少——这对于使大规模硅量子计算机成为现实是至关重要的。这一发现由完成，该研究已发表在最新的《自然·纳米技术》杂志上。

逻辑门是所有计算的基本构建块。它们允许“比特”——以二进制数字(0和1)表示——协同工作以处理信息。然而，一个量子比特能同时存在于这两种状态，这称为“叠加”。这种特性允许多种计算策略，一些计算以指数方式更快进行，一些能同时进行——这超越了经典计算机的能力。

Diraq公司构建硅量子计算机的量子比特是由“量子点”(一种半导体纳米结构)组成，这是一种可以捕获一个或几个电子的微型纳米设备。而精确控制电子是进行计算所必需的操作。

Diraq的工程师、该研究主要作者Will Gilbert博士说：“这是我们以前从未见过的全新效果。但我们很快就很清楚的意识到，这是一种控制量子点自旋的强大新方法。这是非常令人兴奋的。”

工程师Tuomo Tanttu博士在对尺寸仅为十亿分之一米的控制量子点设备以及驱动其运行的各种微型磁铁和天线的不同几何组合进行实验研究时，偶然发现了一种奇怪的效果。

Tanttu博士回忆道：“我试图真正准确地操作一个双量子比特门，所以遍历了许多不同的设备和略有不同的几何形状。然后这个奇怪的峰值出现了。看起来其中一个量子比特的旋转速度正在加快，这是我以前从未见过的。”

工程师们后来意识到，他发现的是一种使用电场——而不是以前那样使用磁场——来操纵单个量子比特的量子态的新方法。自2020年发现以来，Diraq一直在完善这项技术，并且这已成为他们武器库中的另一种工具，以帮助实现Diraq在单个芯片上构建数十亿个量子比特的雄心。

Gilbert博士说：“这是一种操纵量子比特的新方法，而且构建起来体积要更小，你不需要在量子比特旁边制造钴微磁体或天线来产生控制效果，这样杂乱就少了很多。”

Diraq首席执行官兼创始人、新南威尔士大学量子工程教授Andrew Dzurak教授说：“这是新机制的一个瑰宝，它增加了我们在过去20年的研究中开发的专有技术库。”Dzurak教授领导的团队于2015年在硅中构建了首个量子逻辑门。

他补充说道：“它建立在我们使硅量子计算成为现实的工作之上，这种计算机基于与现有计算机芯片基本相同的半导体组件技术，而不是依赖奇特材料。由于它使用与当今计算机行业相同的CMOS技术，我们的方法将使它更容易、更快地扩大商业生产规模，并实现我们在单个芯片上制造数十亿个量子比特的目标。”（编译:Qtech）