科學家通過信號頻率實現量子比特精確控制，為構建硅量子計算機打下基礎

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澳大利亞科學家實施了一種工程級原子策略，用於解決硅中密集的自旋量子位問題，結果顯示可以通過設計原子配置來調整量子比特頻率控制的能力，為構建硅量子計算機打下技術基礎。

分子頻譜。 三個波峰代表原子核內三種不同的自旋構型，波峰之間的距離取決於形成分子的原子之間的精確距離

在矽片中創建量子計算機晶元的方法取得了新的里程碑式進展，澳大利亞科學家展示了通過設計原子配置來調整量子比特頻率控制的能力。

來自悉尼新南威爾士大學量子計算和通信技術卓越中心（CQC2T）的一組研究人員成功實施了一種工程級原子策略，用於解決硅中密集的自旋量子位問題。

研究人員構建了兩個量子比特：一個由兩個磷原子加一個電子組成；另一個是單個磷原子加一個電子組成，在硅晶元中，兩個單位的距離僅僅為16納米。

通過兩組量子比特的精準對準，在其上方構建出了一組微波天線，這樣就能夠輻射出大約40GHz的頻率。實驗結果表明，與兩個磷原子中的電子自旋相比，當改變用於控制電子自旋信號的頻率時，單個原子具有顯著不同的控制頻率能力。

研究人員使用強大的計算工具對原子相互作用進行建模，了解了原子的位置如何影響每個電子的控制頻率。

這項研究證實了將相鄰量子比特調諧到共振而不會相互影響的能力。通過選擇不同的控制信號頻率，就可以單獨操作每個分子。這項成果已發表在Science Advances上。

這種方案創建了一個內置地址，為構建硅量子計算機帶來了巨大的好處。在量子比特系統內調諧和單獨控制量子比特，是量子計算機運行和執行複雜計算所必需的糾纏態的先決技術。通過設計硅晶元中量子位內原子的位置，可以產生不同的共振頻率。這意味著控制一個量子位的自旋不會影響相鄰量子位的自旋，這是開發全量子計算機的基本要求。

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