量子计算机：新的硅芯片使我们更紧密，它的创造者说

Andrew Dzurak喜欢从大局出发思考，即使并非所有这些都已成为焦点。

作为悉尼新南威尔士大学的工程学教授和澳大利亚国家制造工厂的主任，Dzurak的目标是创造出第一台实用的量子计算机。而且他相信他的团队新发布的量子计算机芯片设计可能代表了到达目的地的关键第一步 - 而且它都建立在为当今计算机提供动力的硅芯片架构上。

“它为构建大规模量子处理器提供了'愿景'或'途径'，需要数百万的量子比特来解决一系列重要问题，”他告诉他 逆.

量子计算是可以说是一种进步 该 确定21世纪的技术成就 - 当然，假设我们可以在未来83年内实现这一目标。这是不确定的，考虑到完全可操作的量子计算机需要在每个芯片上拥有数百万个量子比特或量子比特。像谷歌这样的地方正在开发的大约50个量子比特，不能保证这些设计可以向上扩展。

但正如Dzurak和他的研究员在周五发表的一篇论文中所解释的那样 自然通讯 他们相信他们的设计可以建立起来，包括所需的量子比特，每个都利用量子怪异来超越二进制的限制，并迅速解决传统计算机数百万年的问题。

“这是一个非常简单的类比，但我想你可以说这有点像当moonshot团队完成整个任务的完整设计，包括火箭发动机，阶段的时间，着陆模块，太空服，等等，“他说。 “为了实现一个大项目，你需要对所有事物如何融合在一起，这就是我们用这篇论文所要做的。”

Dzurak的团队专注于硅量子芯片，这是量子计算机架构的五大主要候选者之一。它的首要优势在于它是已经使用的硅芯片技术的延伸，它提供了如何使量子位足够小以在单个芯片上容纳数百万的粗略指南。

“我觉得公平地说，如果我不认为他们是正确的方式，我就不会把我生命中的大部分工作都花在芯片上。”他说，尽管他承认能够小心化这些量子比特的能力。创造更多问题。 “这实际上是一个比其他量子比特更重要的优势，因为它意味着你可以将更多的量子比特装在一个芯片上，但它也会在将如此多的控制线变成小体积时带来一些挑战。在某种程度上，这是我们的论文旨在解决的主要挑战之一。“

事实上，这些芯片与当今的芯片共享如此众多的功能，这也意味着它们可以使用现有和使用的材料制造。本文进一步详述了该设计如何解决更多技术问题，如纠正量子比特计算中的错误，以及构建控制和读取所有数百万量子元件所需的电路。

那么这使我们接近一台真正实用的量子计算机有多接近？

“我们希望首先使用硅芯片制造工艺制造一个小型（比如说10比特）系统 - 这是我们希望在3到5年内达到的目标 - ”Dzurak说。 “那么我们希望建立更高水平的整合，目标是在大约6到10年内说100个量子比特。在大约100个量子比特我们将有一个原型，然后可以继续随着时间的推移进一步扩大，但这可能已经应用于一些有趣的问题。“

Dzurak说，那些时间尺度高度依赖于他的团队获得多少投资。实现团队对真正量子计算机的愿景将需要大量资源。但至少那个愿景从未如此清晰。

“当我开始这项设计工作时，我想要了解一个完整的'量子计算机芯片可能是什么样的，”他说。 “这非常重要，因为它突出了使用硅的好处，以及制造整个量子处理器的挑战。仍存在非常真实的工程挑战，这些挑战将需要智力和决心解决，但现在我们有一个真正的目标瞄准。“