纳米级“传送带”远距离传输电子的量子态

实用型量子计算机需要集成数百万个相互作用的量子比特（qubit）。利用电子自旋作为量子比特是一种有前景的方案，但其难点在于：自旋qubit必须靠得非常近才能耦合操作，而将大量密集排布的微型自旋qubit连接到外部庞大控制设备的物理布线问题，长期限制了实验规模——此前最多只能实现十几个自旋qubit的电路。本文介绍日本理化学研究所等团队发表在《自然》杂志上的突破性进展：他们设计了一种基于硅材料的‘量子传送带’结构，可主动移动并精准对接两个远距离（320纳米）的自旋qubit，实现动态逻辑运算。相比传统静态布局，该方案大幅缓解芯片空间拥挤、降低连线复杂度和操作错误率。研究团队通过成功‘量子隐形传态’一个量子态跨越该距离，验证了该器件的功能。这一方法为未来可扩展、高保真度的硅基量子处理器提供了新路径。