悉尼新南威尔士大学

UNSW| 科研突破

悉尼新南威尔士大学的量子计算机研究再创突破！赶紧普奔一下~

2018年度杰出澳大利亚人得主、我们的量子物理学家、卓越教授 米歇尔西蒙斯（Michelle Simmons）及其团队刚刚突破又一关键性技术难关，成功研发出一种精巧传感器，能够读取单原子的电子中所存储的信息。

这一突破让人类离规模化硅基量子计算机更近一步！

这项研究在以新南威尔士大学为大本营的澳大利亚研究理事会量子计算与通讯技术卓越研究中心（CQC2T）进行。

研究成果已发表在国际物理学期刊《物理评论X》（PRX）上。

我们的博士生普拉萨纳·帕基安（Prasanna Pakkiam）是主要作者。

据了解，由半导体中单原子的电子创建的量子比特具有长期稳定性，因此是实现规模化量子计算机的“希望之光”。

米教授的团队所使用的方法是通过精确定位并封装硅片中的单个磷原子来创建量子比特。这一方法为澳大利亚独创，领先全球。

然而，添加所有构建规模化磷原子结构所需要的导线和逻辑门是个不小的难题——直到我们刚刚介绍过的这个科研突破的出现。

米教授说，哪怕是只监控一个量子比特，都得在单原子周围建造起多个导线和逻辑门，而且空间有限。此外，还需要让优质的量子比特靠近彼此，这样他们才能“互相沟通”，而要实现这一点，在它们周围的门结构越少越好。

与其他打造量子计算机的方法相比，米教授团队的这套系统里的门密度已经相对较低了。然而，如果使用传统方法，每个量子比特仍需要至少四个逻辑门：一个用来控制它，另外三个用来读取。

通过把读取传感器和其中一个控制门合二为一，我们的科研团队成功地将逻辑门数量减少至两个：一个用来控制，另外一个用来读取。

博士生普拉萨纳说，“我们的系统不仅更加精巧，而且，通过整合与逻辑门相连的超导电路，我们现在能够通过测量一个电子是否在邻近的两个原子之间移动来测定量子比特的量子态。”

“我们也已经证明，我们可以实时测量，而且只需一次，不用重复实验来获取平均值。”
米教授也表示，这是我们在读取量子比特里的信息方面所取得的重大进展。
研究结果证实，使用单一逻辑门读取量子比特现在已达到所需敏感度，能够进行必要的量子纠错，从而为打造规模化量子计算机扫除了又一障碍。

去年8月，澳大利亚第一家量子计算公司——硅量子计算有限公司（SQC）宣布成立，落户新南威尔士大学。
旨在将我们世界领先的量子计算技术进一步发展并商业化，且计划在2022年之前完成10量子比特的硅集成电路原型，作为硅量子计算机的雏形。
我们相信，量子计算机将对全球经济带来巨大影响，有望应用于软件设计、物流规划、金融分析、气候建模、药物快速设计及测试、疾病早期检测及预防等领域。

【微语】我们在家静静守候,期盼你学成归来,那时的你将更加耀眼。