科学家实现硅基芯片上远距离量子逻辑，为构建可扩展量子计算机提供新方法

主要观点总结

该文章介绍了量子计算领域的一项最新研究，科学家们通过新方法延长了量子比特间相互作用的距离，实现了远距离自旋量子比特之间的iSWAP振荡。该研究使用半导体自旋量子比特和微波谐振器，创建了一个分布式架构，有望为扩展量子比特数量带来新的希望。文章还提到了该研究的作者、研究方法和实验结果，以及该研究在量子计算和量子模拟领域的潜在应用。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

量子计算需要数百万个量子比特协同工作，半导体自旋量子比特成为理想选择之一。然而，量子比特间的相互作用距离有限，增加量子比特数量面临挑战。

关键观点2: 新方法概述

荷兰代尔夫特理工大学团队通过微波谐振器中的虚拟光子为介导，实现了在更长的距离（几百微米）上自旋量子比特间的相互作用。

关键观点3: 实验方法和结果

研究人员制备了一个微波超导谐振器，两端都有双量子点结构。实验观察到了远距离自旋之间的反相位振荡，频率可控，并实现了纠缠操作。该研究代表了长距离连接半导体量子比特方面的重大进展。

关键观点4: 潜在应用和前景

该研究的潜在应用包括扩展自旋量子比特的规模、提高量子计算的性能，并可能用于量子模拟领域。降低电噪声和增加自旋-光子耦合率等改进方法有助于提升操作精度和实现技术的实际应用。

文章预览

为了发挥量子计算的潜力，需要协调数百万个量子比特共同工作。在量 子计算领域，半导体自旋量子比特（通常是量子点中的单个电子）因其小巧的体积，以及与集成电路技术的兼容性，而成为理想的选择之一。 然而，量子比特之间的直接相互作用，会随着距离的增加而自然减弱。而未来的量子计算架构，可能需要在不同距离尺度上的量子比特之间建立相互作用机制。 需要了解的是，这些量子比特通过最近邻耦合相互作用，它们之间的距离大约只有 100 纳米。目前，该技术最先进的水平是 Intel 公司的 12 量子比特的量子处理器。与此同时，科学家们为增加量子比特的数量仍在不断努力。 但是，要将量子比特的数量扩展到数百万级别并非易事，它仍然面临着一个重大挑战：控制线路必须连接到芯片上的每个单个量子比特。 近期，荷兰代尔夫特理工 ………………………………