苏黎世联邦理工学院由伊文·楚领导的物理学家团队在量子计算领域迈出了重要一步。研究人员推出了一款创新的量子芯片,其内存角色不再由传统电磁元件承担,而是由机械谐振器实现。

该系统的架构直观易懂,类似于经典计算机:中央处理器(CPU)是一个超导量子比特,而随机存取存储器(RAM)则基于机械谐振器构建。数据以微观振动的形式编码,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。

机械内存相比电磁内存具有若干关键优势:

  • 微型化:机械谐振器比电磁同类元件紧凑得多。
  • 紧凑性与性能:尺寸仅为7.5毫米×2.5毫米的芯片能够支持复杂的计算操作。
  • 量子态寿命延长:以振动形式呈现的量子态保存时间更长,显著降低了数据丢失风险,使系统更加稳定。

该芯片已在复杂算法上完成测试。它成功执行了量子傅里叶变换和周期搜索算法——这些是未来全功能量子计算机运行的关键任务。实验有力证明,基于振动的架构适用于构建可编程量子系统。

目前,研究人员正专注于验证该技术的可扩展性。这是将实验装置转变为实用计算平台的第一步。

专家评论:这种方法解决了量子计算的一个根本问题——退相干。机械内存中量子态寿命的延长可能成为构建更稳定、更强大量子处理器的关键。如果该技术成功实现规模化,我们将见证计算技术演进的新阶段,这可能直接影响到密码学和区块链网络的安全性。