两个硅量子比特实现四毫米距离通信

近日，美国普林斯顿大学的研究人员在硅基量子计算机硬件领域取得了重大突破。他们成功地在两个相距仅四毫米的硅自旋量子比特间实现了信息的跨越式交换，证明了硅量子比特可以在较远的距离进行通信。这项成果已经发表在最新一期的《自然》杂志上。这对于量子计算领域来说，无疑是一个令人振奋的进展。

量子计算机的计算能力远超传统计算机，得益于其应用的量子比特可以处在多个状态。为了实现大规模量子计算，未来的量子计算机需要成千上万个能够相互通信的量子比特。谷歌和IBM开发的原型量子计算机已经拥有数十个甚至近百个量子比特。而在长远的视角下，基于硅的量子比特相比谷歌、IBM原型机使用的超导量子比特具有更大的潜力，其制造成本更低，保持量子态的时间也更长。如何将多个微小的硅自旋量子比特相互连接，一直是构建大规模量子计算机面临的主要挑战之一。

普林斯顿大学的杰森·佩塔教授和他的研究团队为解决这一难题提供了重要的突破。他们证明，即使在计算机芯片上相距较远时，硅自旋量子位也能够实现相互作用。为了实现这一突破，研究团队采用了一种创新的方法：使用一个包含单个光子的狭窄空腔作为“导线”，连接两个相距仅四毫米的量子比特。他们成功地调谐了这两个量子比特，将它们与光子紧密耦合，最终实现了两个量子比特间的相互通信。

四毫米的距离看似微小，但如果将每个量子比特比作一所房子，那么这一距离的通信就相当于一所房子向距离达数百英里的另一所房子发送消息一样令人惊叹。杰森·佩塔表示，他们的研究为改善芯片上以及不同芯片间的量子位通信提供了坚实的基础。他们的成果将赋予量子硬件更多新功能，有望推动量子计算领域迈向新的里程碑。

斯坦福大学的叶莲娜·武科维奇教授对此项研究给予了高度评价。她指出，证明量子比特之间的远程相互作用对于量子技术的进一步发展至关重要，杰森·佩塔团队的研究成果对于模块化量子计算机和量子网络的发展具有巨大的推动作用，这一成果令人振奋。