【重大成果！硅量子芯片邁向實用化！】
一家初創公司已經證明其硅量子芯片可以在不損失精度的情況下大規模制造澳大利亞新南威爾士大學（UNSW Sydney）初創公司Diraq宣布重大成果 ， 其開發的硅量子芯片首次證明能在晶圓廠的標準制程環境中維持99%保真度 ， 不再只是實驗室里的概念驗證 。這項研究由 Diraq 與比利時校際微電子研究中心（imec） 合作完成 ， 并發表在《Nature》期刊 。 該合作證實 ， 通過標準半導體制造工藝生產的芯片 ， 其可靠性與 UNSW 實驗室研發的原型機一致 。
據 UNSW 工程學院教授、Diraq 創始人兼首席執行官安德魯?杜扎克（Andrew Dzurak）介紹 ， 此前業界尚未證實實驗室原型機中實現的精度水平（量子計算中稱為 “保真度”）能在大規模生產中復現 。 “如今已明確 ， Diraq 的芯片完全兼容沿用數十年的制造工藝 。 ”
全球基準在《自然》雜志發表的論文中 ， 研究團隊報告稱 ， 由 Diraq 設計、imec 制造的器件在雙量子比特（qubit）操作中實現了超 99% 的保真度 。 這一成果是 Diraq 量子處理器邁向 “實用規模” 的關鍵一步 —— 當量子計算機的商業價值超過運行成本時 ， 即達到這一臨界點 。 這是美國國防高級研究計劃局（DARPA）發起的 “量子基準計劃”（Quantum Benchmarking Initiative）設定的核心指標 ， 該計劃旨在評估 Diraq 等 18 家企業能否實現這一目標 。
實用規模的量子計算機有望解決當前最先進的高性能計算機也無法處理的問題 。 但要突破這一閾值 ， 需在數百萬量子比特中存儲和操控量子信息 ， 以克服量子態脆弱性帶來的誤差 。 杜扎克教授指出：“量子計算實現實用規模的關鍵 ， 在于找到規模化生產高保真度量子比特的商業可行路徑 。 ”“Diraq 與 imec 的合作表明 ， 硅基量子計算機可依托成熟的半導體產業構建 ， 這為制造包含數百萬量子比特且最大化保真度的芯片開辟了成本效益路徑 。 ”
硅基材料在量子研發中的優勢硅正成為量子計算機材料領域的領跑者—— 它能在單芯片上集成數百萬量子比特 ， 并與當今價值萬億的微芯片產業無縫銜接 ， 沿用將數十億晶體管植入現代計算機芯片的技術路徑 。
Diraq 此前已證實 ， 學術實驗室制造的量子比特在執行雙量子比特邏輯門（未來量子計算機的基本構建模塊）時可實現高保真度 。 但尚不清楚這種保真度能否在半導體代工廠環境中復現 。 杜扎克教授表示：“我們的新發現表明 ， Diraq 的硅量子比特可通過半導體代工廠廣泛采用的工藝制造 ， 以兼具成本效益和產業兼容性的方式滿足容錯要求 。 ”
Diraq 與 imec 曾證明 ， 利用 CMOS 工藝（與日常計算機芯片相同的技術）制造的量子比特可實現 99.9% 精度的單量子比特操作 ， 但對實現實用規模至關重要的雙量子比特復雜操作尚未得到驗證 。 “這一最新成果為開發全容錯、功能化的量子計算機掃清了障礙 ， 其成本效益優于任何其他量子比特平臺 。 ” 杜扎克教授總結道 。
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