关键瓶颈冲破：量子计较机芯片霸占严重制造困难

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一家草创公司证实其硅量子芯片可以在不损失精度的情况下实现大范围制造。

悉尼新南威尔士大学（UNSW）的草创公司Diraq已证实，其量子芯片不但在受控尝试室情况中有用，而且在实在天下生产中也能连结性能。这些芯片延续实现99%的正确度，这一基准被以为是使量子计较机适用化的需要条件。
为实现这一里程碑，Diraq与欧洲研讨机构Interuniversity Microelectronics Centre（imec）合作。该合作证实，经过标准半导体制造流程生产的芯片，与在新南威尔士大学研讨尝试室中生产的芯片具有不异的高牢靠性。
据Diraq开创人兼首席履行官、新南威尔士大学工程学教授Andrew Dzurak先容，此前尚未有证据表白，在尝试室原型中实现的正确度（在量子计较中称为保真度）可以在大范围制造中被成功复制。
“现在很清楚，Diraq的芯片与已存在数十年的制造工艺完全兼容。”
全球基准
在《自然》杂志上颁发的一篇论文中，研讨团队报告称，由Diraq设想、imec制造的器件在触及两个量子比特（qubits）的操纵中实现了跨越99%的保真度。
这一成果是Diraq量子处置器实现“适用范围”的关键一步。“适用范围”指的是量子计较机的贸易代价跨越其运营本钱的临界点。
这是美国国防高级研讨计划局（DARPA）运转的“量子基准计划”设定的关键目标，该计划旨在评价Diraq和其他17家公司能否在2033年前实现这一方针。
适用范围的量子计较机有望处理现今最早辈的高性能计较机也没法处理的题目。但冲破适用范围阈值需要在数百万个量子比特中存储和操纵量子信息，以克服与懦弱量子态相关的毛病。
Dzurak教授说：“实现量子计较的适用范围，取决于能否找到一种贸易上可行的方式，大范围生产高保真度的量子比特。”
“Diraq与imec的合作清楚地表白，硅基量子计较机可以操纵成熟的半导体产业来构建，这为制造包括数百万个量子比特的芯片斥地了一条本钱效益高的门路，同时还能最大化保真度。”
硅材料在量子成长中的上风
在量子计较机摸索的材料中，硅正成为领跑者。它可以将数百万个量子比特集成到单个芯片上，并能与现今代价数万亿美圆的微芯片产业无缝合作，操纵了将数十亿晶体管集成到现代计较机芯片上的方式。
Diraq此前已经证实，在学术尝试室制造的量子比特在履行双量子比特逻辑门（未来量子计较机的根基构建模块）时可以实现高保真度。但是，尚不清楚这类保真度能否在半导体Foundry情况中制造的量子比特上复现。
Dzurak教授说：“我们的新发现证实，Diraq的硅量子比特可以利用半导体Foundry普遍利用的工艺来制造，以一种本钱效益高且与产业兼容的方式满足了容错阈值。”
Diraq和imec先前已表白，利用CMOS工艺（与制造平常计较机芯片的技术不异）制造的量子比特可以实现99.9%正确度的单量子比特操纵。但对于实现适用范围相当重要的、利用两个量子比特的更复杂操纵，此前尚未获得演示。
Dzurak教授说：“这项最新成就为开辟完全容错、功用一般的量子计较机扫清了门路，该计较机将比任何其他量子比特平台更具本钱效益。”
这项冲破的意义在于，它证实了量子芯片可以操纵现有的半导体根本设备停止大范围制造，而不但仅是尝试室里的紧密原型。这为构建包括数百万量子比特的适用型量子计较机摊平了门路，使其贸易化时候表能够提早。
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