美国普林斯顿大学实现两个硅量子比特四毫米距

美国普林斯顿大学的研究人员在量子计算领域取得了重大突破。他们成功地在相距4毫米的两个硅自旋量子比特之间实现了信息交换，证明了硅量子比特能够在较长距离进行通信。这一重要成果发表在《自然》杂志上，引起了业界的广泛关注。

量子计算机以其独特的量子比特而具有超强的计算能力，这些量子比特可以同时处于多个状态。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。目前，谷歌和IBM等公司的原型量子计算机已经拥有数十个甚至近百个量子比特。在众多技术专家眼中，基于硅的量子比特具有广阔的前景。与谷歌和IBM使用的超导量子比特相比，硅量子比特的制造成本更低，而且能够更长时间地保持量子态。

硅自旋量子比特由单个电子组成，极其微小，如何在多个量子比特之间建立联系成为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·佩塔教授及其研究团队为解决这一难题取得了重要进展。他们证明，硅自旋量子位即使在计算机芯片上相距较远时也能相互作用，为量子比特之间的互连问题奠定了基石。

为了实现这一目标，研究团队运用了一个包含单个光子的狭窄空腔作为“导线”，连接两个相距4毫米的量子比特。他们成功地将两个量子比特调谐，并与光子耦合，最终实现了两个量子比特之间的通信。虽然4毫米的距离看似很短，但如果将每个量子比特比作一所房子，这一距离的通信就相当于一所房子在向750英里外的另一所房子发送消息，具有极其重要的意义。

杰森·佩塔表示，在硅芯片上跨越4毫米传输信息的能力将为量子硬件带来更多新功能，长期来看，他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信。这一突破性的研究成果为量子计算机和量子网络的发展铺平了道路，令模块化量子计算机的进一步发展成为可能。斯坦福大学电气工程学教授叶莲娜·武科维奇评论指出，证明量子比特之间的远程相互作用至关重要，杰森·佩塔团队的研究成果令人振奋，为量子科学的发展注入了新的活力。