硅芯片如何“变身”为量子计算机

半导体技术发展数十年，如今传统计算机芯片已集成数十亿晶体管。硅晶体管成本低、速度快、可靠性高，因此科学家正努力将其应用于量子计算领域。理论上，基于硅芯片的量子计算机只需几小时就能完成当前最强经典计算机需耗时超过宇宙年龄的复杂运算。近期，《自然》杂志刊登两篇重要论文，共同推进硅基量子处理器的实用化：乌恩塞特团队成功研制出具备远程可重构连接能力的量子处理器，即量子比特之间能按需灵活建立长距离关联；而HRL量子团队则开发出一种由低温电子器件直接控制的硅量子处理单元——这些控制电路与量子芯片一同置于接近绝对零度的极低温环境中，大幅减少信号失真和延迟。这两项突破分别解决了量子芯片中‘如何高效连通’和‘如何精准操控’两大核心难题，为构建大规模、可扩展的硅基量子计算机铺平了道路。