量子信息专家组 今天
2020年4月发表在《自然》杂志的一篇研究，演示了一种可在目前技术及温度（0.1K）的15倍温度（1.5K）下运作的量子计算平台。尽管升温幅度看似不高，但该研究提出的“热量子位”方案给工程上带来了很大便利，有可能会改变量子计算的发展。
《中国科学报》第一时间连线了这篇论文——《硅基量子芯片在高于1K温度下的一种运作方式》的第一作者杨智寰（下图左）。他是澳大利亚新南威尔士大学的电气工程与电信学院的量子实验科学家兼工程师。
杨智寰显示给记者的一份解读材料中显示，目前国际上开发的大多数量子计算机，只能在绝对零度以上的几分之一度内展开工作，主要原因是添加进系统的每个量子比特都会产生热量，而热量的增加会干扰量子系统，进而导致系统失稳。
在这次试验设计中，他们设计了由两个量子比特组成的“单位晶胞”，并且将它们限制在一对嵌入硅的量子点中。他表示：“这样我们可以利用两个量子点之间的‘泡利自旋阻塞’特性来读取电子自旋信息，试验也证实了在温度稍高的环境下仍然能继续工作。”
在这一解决方案下，可以使用现有的硅芯片工艺进行生产量子芯片，并且无需数百万美元的冷却系统就能运行；而且，它与传统的硅基芯片也更容易集成，这将是控制量子处理器所必须的。
然而，杨智寰、Andrew Dzurak领衔的这一研究并不是《自然》本期刊登的仅有的关于“热量子位”的文章。《自然》刊发的《热硅量子位中的通用量子逻辑》，使用相似的硅技术也取得了类似的结果。
两篇“类似”论文在同一期《自然》杂志发表，也表明了相关成果的突破性。论文的研究人员们认为，他们已经克服了阻碍量子计算机发展成为现实的最艰巨的障碍之一。