Credit: Pixabay/ CC0洛桑联邦理工学院(EPFL)的公共领域工程师开发了一种同时读取几个量子比特(量子数据的最小单位)的方法。他们的方法为新一代更强大的量子计算机铺平了道路。“IBM和谷歌目前拥有世界上最强大的量子计算机，”EPFL工程学院高级量子架构实验室(AQUA Lab)负责人Edoardo Charbon教授说。" IBM刚刚推出了一台127量子比特的机器，而谷歌的机器只有53量子比特."然而，由于量子比特数量的上限，使量子计算机更快的范围是有限的。但是，由Charbon领导的工程师团队与英国的研究人员合作，刚刚开发出一种有希望突破这一技术障碍的方法。他们的方法可以更有效地读取量子比特，这意味着更多的量子比特可以装入量子处理器。他们的发现发表在《自然电子》杂志上。
生物化学和密码学
量子计算机不像我们习惯的计算机那样工作。这两个芯片不是单独的处理器和存储芯片，而是被组合成一个称为量子位的单一单元。这些计算机利用量子特性，如叠加和纠缠来进行复杂的计算，而普通计算机在合理的时间范围内是做不到的。量子计算机的潜在应用包括生物化学、密码学等等。今天研究小组使用的机器大约有十几个量子比特。“我们现在面临的挑战是将更多的量子比特互连到量子处理器中——我们说的是数百个，甚至数千个——以提高计算机的处理能力，”Charbon说。
量子位的数量目前受到限制，因为目前还没有技术可以快速读取所有的量子位。Charbon说:“进一步使薄gs变得复杂，量子比特在接近绝对零度或–273.15℃的温度下工作。“这使得阅读和控制它们变得更加困难。工程师通常做的是在室温下使用机器，并单独控制每个量子位。”
这是一个真正的突破
夏本实验室的博士生安德里亚·鲁菲诺开发了一种方法，可以同时有效地读取九个量子位。此外，他的方法可以扩展到更大的量子比特矩阵。“我们的方法基于使用时域和频域，”他解释道。“基本思想是通过让三个量子位以单键工作来减少连接的数量。”EPFL没有量子计算机，但这并没有阻止鲁菲诺。他找到了一种方法来模拟量子比特，并在与量子计算机几乎相同的条件下运行实验。“我将量子点(纳米大小的半导体颗粒)整合到晶体管中。这给了我一些和量子比特一样有效的东西，”鲁菲诺说。他是AQUA实验室第一个为论文研究这个课题的博士生。
“安德里亚表明，他的方法可以在普通计算机芯片上的集成电路上工作，并且温度接近量子位，”查尔邦说。“这是一个真正的突破，可能会导致大型量子位矩阵系统与必要的电子设备集成在一起。这两种技术可以简单、有效、以可复制的方式协同工作。”
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