硅中的两个量子比特系统。图片来历：《天然 物理学》

瑞士巴塞尔年夜学和瑞士国度科研开博体育能力中间科学家，初次在传统硅晶体管内实现了两个空穴自旋量子比特之间的可控彼此感化。这一最新冲破为利用成熟的硅制造工艺，在单个芯片上集成数百万个此类量子比特奠基了根本。相干论文颁发在最新一期《天然 物理学》杂志上。

科学家正加快构建适用量子计较机，并研究各类各样的量子比特手艺。但是，对哪一种类型的量子比特最合适阐扬量子手艺的最年夜潜力，科学家今朝还没有告竣共鸣。量子比特是量子计较机的根本，它们必需靠得住地存储且快速处置信息。这就要求量子比特之间具有不变且快速的彼此感化。另外，为使量子计较机具有适用性，必需在一个芯片上集成数百万个量子比特，但当前最早进的量子计较机只稀有百个量子比特。

为解决不计其数个量子比特的摆列和毗连问题，瑞士研究团队另辟门路，利用电子（空穴）自旋作为量子比特。空穴素质上是半导体内缺掉一个电子留下的“电洞”。空穴和电子都有自旋，可采取向上或向下两种状况之一作为量子比特。与电子自旋比拟，空穴自旋可以完全由电节制，无需在芯片上添加微磁体等额外组件。

早在2022年，巴塞尔年夜学物理学家就捕捉了“鳍场效应晶体管”内的空穴自旋，并用作量子比特。此刻，由安德烈亚斯 库尔曼博士带领的团队，初次成功节制了硅晶体管内两个此类量子比特间的彼此感化。

库尔曼指出，在最新研究中，他们可以或许耦合两个空穴量子比特，并按照一个空穴自旋状况，让另外一个自旋受控翻转，从而建立出两个既快速又高保真的“量子门”。量子门指量子比特之间的耦合操作，量子计较机需要“量子门”履行计较。基在空穴自旋的量子比特不但操纵了硅芯片制造手艺，且具有高度的可扩大性，有望鞭策年夜范围量子计较机的开辟。

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