硅基量子芯片实现99%保真度突破

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日期:2025年9月28日

来源:某机构

摘要:某初创公司已证明,其硅基量子芯片即使在半导体代工厂量产时,也能保持世界级的精度。该突破在双量子比特操作中实现了超过99%的保真度,扫清了迈向实用规模量子计算的一大障碍。硅与现有芯片制造工艺的兼容性意味着构建强大的量子处理器可以既经济高效又具备可扩展性。


完整报道

某机构与某纳米电子研究所共同证明,硅量子芯片在实际芯片制造中(而不仅仅是实验室里)能保持99%的精度。这一里程碑为通往经济实惠、大规模、容错量子计算机开辟了清晰的道路。

悉尼某大学纳米技术初创公司Diraq已展示其量子芯片不仅仅是实验室完美的原型——它们在实际生产中同样表现出色,维持了使量子计算机可行所需的99%精度。

该硅基量子计算领域的先驱通过与欧洲某纳米电子研究所合作实现了这一成就。双方共同证明,从半导体芯片生产线下线的芯片,其工作可靠性与在某大学研究实验室的实验条件下一样。

某大学工程教授、该公司创始人兼CEO表示,此前尚未证实处理器在实验室中的保真度(即量子计算领域的精度)能够转化到制造环境中。

“现在清楚了,该公司的芯片与已存在数十年的制造工艺完全兼容。”

在9月24日发表于《自然》杂志的一篇论文中,研究团队报告称,由某公司设计、某机构制造的器件在涉及两个量子比特的操作中实现了超过99%的保真度。这一结果是该公司量子处理器迈向实用规模的关键一步——实用规模是指量子计算机的商业价值超过其运行成本的点。这是某机构量子基准计划设定的关键指标,该计划用于评估该公司及其他17家公司能否达到这一目标。

实用规模量子计算机预计能够解决当今最先进高性能计算机无法企及的问题。但跨越实用规模门槛需要在数百万个量子比特中存储和操纵量子信息,以克服与脆弱的量子态相关的错误。

“实现量子计算的实用规模,关键在于找到一种商业可行的方式,大规模生产高保真度的量子比特。”该公司CEO说。

“该公司与该机构的合作表明,硅基量子计算机可以借助成熟的半导体行业来构建,这为在最大化保真度的同时容纳数百万量子比特的芯片开辟了一条经济高效的途径。”

硅正成为量子计算材料探索中的领跑者——它可以将数百万个量子比特集成到单个芯片上,并与当今价值数万亿美元的微芯片行业无缝协作,利用了将数十亿个晶体管置于现代计算机芯片上的方法。

该公司此前已证明,在学术实验室中制造的量子比特在执行双量子比特逻辑门(未来量子计算机的基本构建块)时能够实现高保真度。然而,尚不清楚这种保真度能否在半导体代工厂环境中制造的量子比特中复现。

“我们的新发现表明,该公司的硅量子比特可以使用半导体代工厂广泛采用的工艺来制造,以经济高效且与行业兼容的方式达到容错阈值。”该公司CEO说。

该公司与该机构此前已证明,使用CMOS工艺(与制造日常计算机芯片相同的技术)制造的量子比特可以执行单量子比特操作,精度达99.9%。但使用两个量子比特的更复杂操作(对于实现实用规模至关重要)此前尚未被证明。

“这一最新成果为开发完全容错、功能齐全且比任何其他量子比特平台更具成本效益的量子计算机扫清了道路。”该公司CEO说。FINISHED