量子信息專家組 今天
2020年4月發表在《自然》雜誌的一篇研究，演示了一種可在目前技術及溫度（0.1K）的15倍溫度（1.5K）下運作的量子計算平臺。儘管升溫幅度看似不高，但該研究提出的“熱量子位”方案給工程上帶來了很大便利，有可能會改變量子計算的發展。
《中國科學報》第一時間連線了這篇論文——《硅基量子芯片在高於1K溫度下的一種運作方式》的第一作者楊智寰（下圖左）。他是澳大利亞新南威爾士大學的電氣工程與電信學院的量子實驗科學家兼工程師。
楊智寰顯示給記者的一份解讀材料中顯示，目前國際上開發的大多數量子計算機，只能在絕對零度以上的幾分之一度內展開工作，主要原因是添加進系統的每個量子比特都會產生熱量，而熱量的增加會干擾量子系統，進而導致系統失穩。
在這次試驗設計中，他們設計了由兩個量子比特組成的“單位晶胞”，並且將它們限制在一對嵌入硅的量子點中。他表示：“這樣我們可以利用兩個量子點之間的‘泡利自旋阻塞’特性來讀取電子自旋信息，試驗也證實了在溫度稍高的環境下仍然能繼續工作。”
在這一解決方案下，可以使用現有的硅芯片工藝進行生產量子芯片，並且無需數百萬美元的冷卻系統就能運行；而且，它與傳統的硅基芯片也更容易集成，這將是控制量子處理器所必須的。
然而，楊智寰、Andrew Dzurak領銜的這一研究並不是《自然》本期刊登的僅有的關於“熱量子位”的文章。《自然》刊發的《熱硅量子位中的通用量子邏輯》，使用相似的硅技術也取得了類似的結果。
兩篇“類似”論文在同一期《自然》雜誌發表，也表明了相關成果的突破性。論文的研究人員們認為，他們已經克服了阻礙量子計算機發展成為現實的最艱鉅的障礙之一。
