近期，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)研究人員開發了一種同時讀取多個量子位（量子資料的最小機關）的技術。這項研究為新一代更強大的量子計算機鋪平道路。
“目前，IBM和谷歌擁有世界最強大的量子計算機。”EPFL進階量子結構(AQUA)實驗室主任Edoardo Charbon說。“IBM剛剛推出一款127量子位的計算機，谷歌的是53量子位。”
但由于量子位的數量有限，工程師無法開發出更高性能的計算機。EPFL工程師團隊與英國研究人員開發出一種新方法，能夠突破技術障礙，更有效地讀取量子位。這意味着更多的量子位可以放入量子計算機中。該發現于近日發表在《自然電子》(Nature Electronics)雜志上。
量子計算機的工作原理不同于傳統計算機。前者沒有單獨的處理器和存儲晶片，而是由量子位組成。依靠量子疊加和糾纏的特性，量子計算機能夠執行複雜計算，可應用于生物化學、密碼學等領域。
“我們現在面臨的挑戰是将更多的量子位連接配接到計算機上——數百個，甚至數千個——以提高計算機的處理能力，”Charbon說，“更為複雜的是，量子位的工作溫度接近絕對零度（零下273.15攝氏度），是以在室溫下讀取和控制它們異常困難。工程師通常會在室溫使用計算機，單獨控制每個量子位。”
實驗室人員Andrea Ruffino開發的新方法，可以同時有效讀取9個量子位。這一方法甚至可以擴充到更大的量子位矩陣。盡管EPFL沒有量子計算機，他将納米大小的半導體粒子——量子點整合到半導體中，以此來模拟量子位，并在幾乎與量子計算機同等的條件下進行實驗。
“我的方法是基于使用時間和頻率。”他說道，“基本想法是減少連接配接，并用單個鍊路操作三個量子位。”
實驗室主任Charbon表示這是“一項真正的突破”：新方法在普通計算機晶片的內建電路上和接近量子位的溫度下都是可行的，未來可能會促成大型量子位矩陣系統與必要的電子進行內建，這兩種技術将以一種可複制的方式簡單、有效地合作。