硅量子计算机保真度获重大突破

《自然》杂志1月19日连发三篇论文，来自三个团队的科学家们在开发容错量子计算机方面取得重要突破。他们验证了硅双量子比特门保真度，超越了容错计算机的阈值（99%）。研究结果证实，硅材料中强大、可靠的量子计算正在成为现实。研究还表明，硅量子计算机与超导和离子阱一样，是实现大规模量子计算机研发的有前途的候选者。澳大利亚新南威尔士大学研究团队[1]在两个磷原子核自旋之间创建了双量子比特通用量子逻辑运算，通过行业标准的离子注入方法将其引入硅中。他们使用一种被称为“量子门集层析成像（GST）”的方法，对其量子处理器的性能进行了验证，实现了高达99.95%的单量子比特保真度和99.37%的双量子比特保真度。此外，根据研究结果，电子自旋本身就是一个量子比特，可和两个原子核纠缠在一起，形成一个三量子比特的量子纠缠态，这一保真度达到了92.5%。这为大型硅基量子处理器在现实世界中的制造和应用铺平了道路。荷兰代尔夫特理工大学研究团队[2]使用由硅和硅锗合金堆栈形成的材料创造了一个双量子比特系统，其中量子信息被编码在限制于量子点的电子自旋中，最终实现99.87%的单量子比特保真度和99.65%的双