近期，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)研究人員開發(fā)了一種同時讀取多個量子位（量子數(shù)據(jù)的最小單位）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高級量子結構(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(shù)量有限，工程師無法開發(fā)出更高性能的計算機。EPFL工程師團隊與英國研究人員開發(fā)出一種新方法，能夠突破技術障礙，更有效地讀取量子位。這意味著更多的量子位可以放入量子計算機中。該發(fā)現(xiàn)于近日發(fā)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(tǒng)計算機。前者沒有單獨的處理器和存儲芯片，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(zhí)行復雜計算，可應用于生物化學、密碼學等領域。

“我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是將更多的量子位連接到計算機上——數(shù)百個，甚至數(shù)千個——以提高計算機的處理能力，”Charbon說，“更為復雜的是，量子位的工作溫度接近絕對零度（零下273.15攝氏度），因此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(fā)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展到更大的量子位矩陣。盡管EPFL沒有量子計算機，他將納米大小的半導體粒子——量子點整合到晶體管中，以此來模擬量子位，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，并用單個鏈路操作三個量子位。”

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芯片的集成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(tǒng)與必要的電子進行集成，這兩種技術將以一種可復制的方式簡單、有效地合作。