連接遙遠「量子行星」　串連浩瀚無垠量子宇宙

編譯／高晟鈞

量子計算機是近期最炙手可熱的話題之一。許多大型IT公司，包括IBM、谷歌（Google）、微軟（Microsoft）等，都在競相開發量子計算機。

許多研究已經證實，量子計算機在某些類型的計算能力上，可以遠遠超過傳統計算機。然而，目前可發行的量子計算機最大的挑戰之一，便是目前量子計算機的位元數，遭遇了巨大的瓶頸，仍舊停留在100量子位元左右。

技術方面，實現大規模量子計算的領跑者，是直徑在數十奈米左右的矽量子計點（一種奈米等級的半導體材料）。他們使用現有的矽製造技術是他們最大的優勢，然而，量子網路就像是一個巨大的宇宙一樣，量子位元就像一顆顆美麗的星辰。儘管連接兩個距離相近的星辰很簡單，但倘若位於不同的星系當中，便很難連接兩個物理距離很遠的量子比特。

然而，以上的困境在近期取得了巨大的突破。RIKEN的研究人員成功地將兩個遙遠的星辰串聯成起來。

「為了將眾多量子比特連接起來，形成一個巨大的量子宇宙，我們必須將其中的許多量子比特塞進一個非常小的區域，而且我們很難用電線連接如此密集的量子位元。」RIKEN研究團隊的Akito Noiri說道。

為了連接兩個遙遠的量子位元，該團隊使用了一種稱為相干自旋穿梭的方法。該方法能使單個自旋量子，在量子點陣列上移動而不影響他們的相位相干性──一個影響量子計算機性能最重要的特性之一。這項技術過施加電壓，來推動電子通過量子位陣列。

目前，兩個量子比特間的物理間隔相對較短，研究團隊表示，希望在未來將間距增加到1微米左右。

資料來源:SciTechDaily

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