苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的物理学家在伊文·楚的领导下,在量子计算领域迈出了重要一步。他们展示了一款芯片,其内存基于机械谐振器构建,而非传统的电磁元件。这是一种全新的量子系统架构方法。

工作原理:类似经典计算机的处理器与内存

这款新品的架构类似于经典计算机:中央处理器(CPU)的角色由超导量子比特承担,而随机存取存储器(RAM)则由机械谐振器充当。数据以微观振动的形式写入,类似于吉他弦的颤动。每种独特的振动形态对应一个独立的内存单元。据楚介绍,这种计算与存储功能的分离使系统更加高效和灵活。

机械内存的优势

机械内存相比电磁内存具有多项关键优势。首先,机械谐振器比其电磁同类产品紧凑得多。其次,整个芯片尺寸仅为7.5毫米×2.5毫米,却能执行复杂计算。第三,以振动形式存储的量子态能够保持更长时间,这显著降低了数据丢失的风险——这是当前量子系统面临的主要问题之一。

成功测试与前景展望

该研发成果已在复杂任务中通过验证。芯片成功执行了量子傅里叶变换算法和周期搜索——这些操作对未来全功能量子计算机的运行至关重要。实验证明,基于振动的架构适用于构建可编程系统。目前,研究人员计划测试该技术在扩展规模时的表现。

我的专家意见:这种方法可能成为真正的突破,解决退相干问题——量子计算的主要障碍。如果机械内存确实能更长久地保持量子态,这将为构建更稳定、可扩展的量子计算机铺平道路。然而,关键问题在于这项技术能否轻松融入现有生产流程。目前这还只是实验室的成功,但前景十分光明。