在一项有望帮助扩大基于微小硅量子点的量子计算机的演示中，日本理化学研究所(RIKEN)的物理学家成功地连接了物理上彼此远离的两个量子比特(量子信息的基本单位)。

许多IT大公司——包括IBM、谷歌和微软在内——都在竞相开发量子计算机，其中一些公司已经证明能够在某些类型的计算中大大超越传统计算机。但开发商业上可行的量子计算机的最大挑战之一是如何将它们从一百个左右的量子比特扩展到数百万个量子比特。

在技​​术体系方面，能实现大规模量子计算的方法之一是直径只有几十纳米的硅量子点。这种技术的一个关键优势是它们可以使用现有的半导体制造技术进行制造。但有一个障碍是，虽然连接两个相邻的量子比特很简单，但很难连接彼此相距很远的量子比特。

为了连接这两个量子比特，RIKEN新兴物质科学中心的Akito Noiri和同事使用了一种被称为“相干自旋穿梭”的方法，该方法允许单个自旋量子比特在量子点阵列上移动而不影响它们的相位相干性。该方法是通过施加电压来推动电子经过量子比特阵列。利用这种方法，Noiri和同事们实现了一种在物理上相距很遥远的硅自旋量子比特间的双量子比特逻辑门。

“为了连接更多量子比特，我们必须将其中的一些量子比特密集地塞进一个非常小的区域，而且很难用导线连接如此密集的量子比特。”Akito Noiri说：“虽然在这个领域已经使用各种方法进行了大量工作，但这是第一次有人成功地演示了由两个相距遥远的量子比特形成的可靠逻辑门。该演示开辟了扩大基于硅量子点的量子计算的可能性。”

尽管两个量子比特之间的物理间隔相对较短，但Noiri有信心在未来的研究中将它们扩大到更远的距离。他说：“我们希望将量子比特之间的间距增加到大约一微米左右。这将使该方法在未来使用时更加实用。”（编译:Qtech）