據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的米歇爾·西蒙斯領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)建出了首個(gè)硅中雙原子量子比特門，操作在0.8納秒內(nèi)完成，比目前其他基于自旋的雙量子比特門快200倍，是迄今在硅中展示最快的，成為構(gòu)建原子級(jí)量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要里程碑。

雙量子比特門是量子計(jì)算機(jī)的核心組件。西蒙斯團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的雙量子比特門是兩個(gè)電子自旋之間的操作。最新研究也是研究人員首次讓兩個(gè)原子量子比特以比以往更靠近的距離，構(gòu)建出雙量子比特門，并實(shí)時(shí)可控地觀察和測(cè)量其自旋狀態(tài)。

原子量子比特?fù)碛泄柚辛孔颖忍叵喔蓵r(shí)間最長(zhǎng)的記錄，保真度也最高。在最新研究中，為了使用掃描隧道顯微鏡精確放置和封裝硅中的磷原子，團(tuán)隊(duì)首先計(jì)算出了兩個(gè)量子比特之間的最佳距離(精度高達(dá)十億分之一米)，以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵操作。最令人興奮的是，他們可以在納秒級(jí)時(shí)間尺度上控制兩個(gè)電子之間相互作用的強(qiáng)度。

此外，他們也能以非常高的精度讀取和初始化硅中原子量子比特上單電子的自旋，構(gòu)建出了一個(gè)真正快速、高度精確的雙量子比特門，成為基于硅的可升級(jí)量子計(jì)算機(jī)的基本模塊。

新南威爾士大學(xué)科學(xué)院院長(zhǎng)艾瑪·約翰遜教授說(shuō)：“這是西蒙斯團(tuán)隊(duì)重要的里程碑。其下一個(gè)主要目標(biāo)是構(gòu)建10比特的量子集成電路，并希望能在3—4年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。”

總編輯圈點(diǎn)

量子比特是“0”和“1”的疊加態(tài)，在經(jīng)典計(jì)算機(jī)看來(lái)要算到天荒地老的問(wèn)題，量子計(jì)算機(jī)可以分分鐘搞定。有觀點(diǎn)認(rèn)為，設(shè)計(jì)并制造通用量子計(jì)算機(jī)，是21世紀(jì)的“太空競(jìng)賽”。要造量子計(jì)算機(jī)著實(shí)困難重重。澳大利亞新南威爾士大學(xué)的這支團(tuán)隊(duì)已經(jīng)多次在量子計(jì)算研究上取得突破性進(jìn)展，這次他們構(gòu)建出快速且具有高精度的雙量子比特門，為量子芯片、量子處理器的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)然，世界各地的其他團(tuán)隊(duì)，也都在以各種方法，致力于實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算機(jī)這一最終目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 雙原子量子比特門