代尔夫特理工大学 使用半导体制造技术制造的四量子位量子处理器示意图
信用:尼科亨德里克克斯(QuTech) 中央处理器是使用半导体技术制造的，这种技术能够将数十亿个晶体管放在一个芯片上
现在，QuTech的Menno Veldhorst团队(TU Delft和TNO合作)的研究人员已经表明，这种技术可以用来构建一个二维量子比特阵列，作为量子处理器
他们的工作是可扩展量子技术的一个重要里程碑，今天发表在《自然》杂志上
量子计算机有潜力解决经典计算机无法解决的问题
尽管目前的量子设备拥有数十个量子比特——量子技术的基本构件——但未来能够运行任何量子算法的通用量子计算机很可能由数百万到数十亿个量子比特组成
量子点量子位有望成为一种可扩展的方法，因为它们可以使用标准的半导体制造技术来定义
威尔德霍斯特:“通过将四个这样的量子位放在一个2×2的网格中，演示对所有量子位的普遍控制，并运行一个纠缠所有量子位的量子电路，我们在实现量子计算的可扩展方法方面向前迈出了重要的一步
" 一个完整的量子处理器 量子点是一种只有几十纳米大小的半导体结构，二十多年来人们一直将量子点作为量子信息的平台来研究
尽管有种种承诺，但超越两个量子位的逻辑仍然难以实现
为了打破这个障碍，门诺·威尔德霍斯特和乔治达诺·斯卡帕奇小组决定采取一种完全不同的方法，开始研究球洞(我
e
丢失的电子)
使用这种方法，定义量子位所需的相同电极也可以用来控制和缠绕它们
门诺·威尔德霍斯特研究小组的研究生、该文章的第一作者尼克·亨德里克说:“不必在每个量子位的旁边添加大的额外结构，这样我们的量子位就几乎和计算机芯片中的晶体管一样了。”
“此外，我们已经获得了出色的控制，可以随意耦合量子位，使我们能够对一个、两个、三个和四个量子位门进行编程，有望实现高度紧凑的量子电路
" 门诺·威尔德霍斯特和尼科·亨德里克站在安装锗量子处理器的旁边
信用:Marieke de Lorijn (QuTech) 2D是关键 在2019年成功创造出第一个锗量子点量子位后，他们芯片上的量子位数量每年都在翻倍
“当然，四个量子位绝不构成一个通用的量子计算机，”威尔德霍斯特说
“但是通过将量子位放在一个2×2的网格中，我们现在知道了如何沿着不同的方向控制和耦合量子位
“任何整合大量量子位的现实架构都要求它们在二维空间中相互连接
锗是一种多功能平台 在锗中演示四量子位逻辑定义了量子点领域的技术水平，标志着向密集、扩展的二维半导体量子位网格迈出了重要的一步
除了与先进的半导体制造兼容之外，锗还是一种用途广泛的材料
它具有令人兴奋的物理性质，如自旋轨道耦合，它可以与超导体等材料接触
因此，锗被认为是几种量子技术中的优秀平台
威尔德霍斯特:“现在我们知道如何制造锗和操作量子比特阵列，锗量子信息路线可以真正开始了
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