量子計(jì)算是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，科學(xué)家們都在為擴(kuò)大量子計(jì)算規(guī)模、發(fā)展實(shí)用量子計(jì)算機(jī)而努力。最近，《自然·電子學(xué)》報(bào)告了一種電路，可在接近絕對(duì)零度的情況下，產(chǎn)生控制量子計(jì)算機(jī)所需的高質(zhì)量微波信號(hào)，這可能大大增加量子處理器中的量子比特?cái)?shù)量。 :,J86#S)  
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這項(xiàng)研究由阿爾托大學(xué)和芬蘭VTT技術(shù)研究中心領(lǐng)導(dǎo)的研究者完成，相關(guān)論文于當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月9日發(fā)表，論文標(biāo)題為“A low-noise on-chip coherent microwave source”（一種低噪聲片上相干微波源）。 hc4`'r;  
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“我們的工作服務(wù)于大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)，尤其是超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。目前的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)雖然在特定任務(wù)上體現(xiàn)出了優(yōu)越性，但離大規(guī)模通用量子計(jì)算機(jī)還很遙遠(yuǎn)。”論文第一作者、阿爾托大學(xué)博士后（現(xiàn)華中科技大學(xué)物理學(xué)院副教授）嚴(yán)承宇表示。 "b+3 &i|  
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嚴(yán)承宇介紹道，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)需攻關(guān)兩項(xiàng)核心技術(shù)：第一，找到實(shí)現(xiàn)更多量子比特相耦合的架構(gòu)。第二，實(shí)現(xiàn)量子比特與控制模塊的芯片化整合。 OM"T)4z  
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“第一點(diǎn)有很多人在做，第二點(diǎn)受到的關(guān)注較少，但是它確實(shí)是個(gè)瓶頸�！眹�(yán)承宇表示，這是由于現(xiàn)有超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的架構(gòu)：量子處理器在接近絕對(duì)零度的低溫環(huán)境運(yùn)行（10 mK量級(jí)，10 mK=-273.14℃，一般由制冷機(jī)提供），而其微波控制模塊在室溫環(huán)境工作。控制模塊的數(shù)量又會(huì)隨量子比特的數(shù)量線性增加。 iM-hWhU  
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嚴(yán)承宇表示，上述架構(gòu)適用于小規(guī)模量子計(jì)算機(jī)，要應(yīng)用于大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)則存在四個(gè)弊端：第一，大量微波控制模塊需極高成本；第二，制冷機(jī)的有限物理空間無(wú)法容納大量的微波調(diào)制元件（比如衰減器）；第三，制冷機(jī)有限的制冷功率無(wú)法匹配大量微波元件的耗散功率，這可能破壞超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)所需的低溫環(huán)境，導(dǎo)致其性能大幅下降。第四，微波信號(hào)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的傳播路徑會(huì)產(chǎn)生波形的畸變和時(shí)延，這尤其限制以量子比特門為代表的對(duì)波形、時(shí)序高度敏感的量子操作。 |SJ% _#=i  
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“為了解決上面的四個(gè)問(wèn)題，我們有必要把量子比特與控制模塊整合到一個(gè)芯片下，工作在同一個(gè)溫度（一般是10mK量級(jí)）。這樣我們可以避免使用很多不必要的微波調(diào)制元件，減少線路連接，從而解決了前三點(diǎn)弊端�！眹�(yán)承宇介紹道。 0ju wDd