​量子計算機小型化，室溫化，商業化技術，正在被不斷革新！

2020-10-18 博科園

科學家們正研究量子計算機商業應用的具體問題，隨著設計和製造方面的新創新，來自各大學和各行業科學家希望為量子計算機開發有用的部件。離子阱已經被證明是一種非常成功的控制和操縱量子粒子的技術。今天，離子阱構成了第一批可運行的量子計算機核心，並與超導量子比特一起被認為是構建商業量子計算機最有前途的技術。自去年以來，工程師和研究人員一直在共同探索如何使用半導體製造技術來構建離子陷阱。

哪些量子晶片架構特別受益於現代半導體製造的精確度和可擴展性提高。此外，研究人員希望找出離子陷阱是否也可以在室溫下操作，這要歸功於創新的離子阱幾何結構。目標是通過集成必要的片上電子來生產更強大量子系統，並將整個系統小型化，意味著新開發的電子設備直接集成在量子系統旁邊。在實驗室裡，目前佔據了實驗設備旁邊的大量空間，這一願景是讓量子計算機第一次變得便攜。

這些離子阱將使用半導體製造技術進一步開發。通過這種方式，可以非常均勻和精確地製造陷阱，並且更容易與小型化的電子學和光學器件相結合。此外，還可以實施更複雜和更全面的陷阱概念，這些概念對外部幹擾具有魯棒性。這些離子被用作量子比特，量子力學與傳統計算機中的比特相對應。研究人員在實驗室的電磁場中捕獲離子，電磁場確切形狀由離子阱的結構決定。微組裝陷阱還沒有對離子進行最佳的抓取，如果能夠以保持離子更穩定的方式構建這些量子晶片。

這將有助於量子研究人員尋求更大的量子寄存器和更複雜的量子算法。此外，在實驗室以外的條件下，也就是在室溫下，甚至最終是可移動的情況下，需要使用強而穩定的量子態。研究目的是製造一種微小的離子阱，其中的離子在室溫下穩定地被捕獲。目前，量子計算機的原型還需要進行廣泛測試，這是量子計算機工業化生產的一大障礙。因此，在實驗中，科學家們試圖如此高效地捕獲離子，以至於量子晶片也可以在室溫下工作，甚至可以構建更複雜的晶片架構。

博科園｜研究/來自：CORDIS

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