日前，日本耶鲁学院研究人员在开发硅基量子计算机硬件方面迈出了重要一步。她们成功地在相距4毫米的两个硅载流子量子比特间实现了信息交换，证明硅量子比特可以在相对较远距离间进行通讯。相关研究论文发表在25日的《自然》杂志上。
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量子计算机的估算能力远超传统计算机，这缘于其应用的量子比特可以同时处在多个状态。要实现大规模量子估算，未来的量子计算机须要有成千上万个可以相互通信的量子比特。目前微软、IBM开发的原型量子计算机早已拥有了数十个、甚至近百个量子比特。而许多技术专家觉得，相较微软、IBM靶机使用的超导量子比特，从长远来看，基于硅的量子比特更有前途——其制导致本更低，保持量子态的时间也更长。但硅载流子量子比特由单电子组成，特别小，怎样在多个量子比特之间布线是大规模量子计算机面临的一个主要挑战。
这次，耶鲁学院院长杰森·佩塔率领研究团队证明，硅载流子量子位在计算机芯片上相距较远时也可以互相作用量子通讯距离，这为解决量子比特间的互连问题奠定了基础。
为了实现硅载流子量子比特长距离通讯这一目标，研究团队使用一个包含单个光子的窄小空腔作为“导线”，联接两个相距4毫米的量子比特。她们成功地调谐了两个量子比特，同时将它们与光子耦合量子通讯距离，最终实现两个量子比特间的相互通信。
4毫米看似很短，但换个角度，如将一个量子比特比做一所房屋，这一距离的通讯则意味着一所房屋在向750英里外的另一所房屋发送消息。
杰森·佩塔表示，在硅芯片上跨越4毫米传输信息的能力将赋于量子硬件更多新功能。从长远来看，她们的研究有助于改善芯片上以及各个芯片间的量子位元通讯。
并未参与该研究的哈佛学院电气工程学院士叶莲娜·武科维奇评论强调，证明量子比特之间的远程互相作用对于量子技术，如模块化量子计算机和量子网路的进一步发展至关重要，杰森·佩塔团队的研究成果令人激奋。
