新型量子片上系统能够有效控制大量量子比特，向实用量子计算迈进。

麻省理工学院和 MITRE的研究人员开发出一种可扩展的模块化量子硬件平台，该平台在单个上集成了数千个量子比特，有望增强控制和可扩展性。这种新架构利用钻石色心，支持广泛的量子通信网络，并引入了创新的锁定和释放制造工艺，以有效地将这些量子比特与现有的半导体技术集成在一起。

量子计算的潜力

想象一下，能够快速解决世界上最强大的超级计算机可能需要几十年才能解决的极其复杂的问题。这就是量子计算机的前景。

然而，要实现这一能力，需要构建一个由数百万个相互连接的构建块(称为量子比特)组成的系统。在硬件架构中制造和控制如此多的量子比特是全球科学家正在努力应对的巨大挑战。

量子硬件的进步

为了实现这一目标，麻省理工学院和 MITRE 的研究人员展示了一个可扩展的模块化硬件平台，该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的集成电路上。这种“量子片上系统”(QSoC)架构使研究人员能够精确地调谐和控制密集的量子比特阵列。可以使用光网络连接多个，以创建大规模量子通信网络。

通过在 11 个频率通道上调整量子比特，该 QSoC 架构允许为大规模量子计算提出一种新的“纠缠复用”协议。

创新量子制造

该团队花费数年时间完善了一种复杂的工艺，用于制造原子大小的量子比特微的二维阵列，并将数千个微转移到精心准备的互补金属氧化物半导体 (CMOS) 上。此转移可在一个步骤中完成。