圖片來源：物理學家組織網

量子計算初創公司迪拉克（Diraq）和澳大利亞新南威爾士大學悉尼分校的工程師開發出一種新方法，可精確控制位于運行邏輯門的量子點中的單個電子，更重要的是，這種新機制體積更小，需要的部件更少，有望推動大規模硅量子計算機成為現實。相關研究發表在近日《自然·納米技術》雜志上。

在用大小僅為十億分之一米的量子點控制設備、驅動量子點運行的各種微型磁鐵和天線的各種組合進行實驗時，研究人員偶然發現了一種奇怪的效應。

他們試圖準確操作一個兩量子比特的門，對具有多種設備、多種形狀、多種材料堆棧和控制技術的組合進行迭代。然后他們發現出現了一個奇怪的峰值，其中一個量子比特的自轉速度在加快，這是之前實驗中從未見過的。研究人員意識到，這是一種使用電場而不是磁場來操縱單個量子比特的量子態的新方法。

在不干擾附近其他電子的情況下控制單電子是硅中進行量子信息處理的關鍵，目前的方法有兩種：使用芯片上微波天線的電子自旋共振（ESR）和依賴于感應梯度磁場的電偶極自旋共振（EDSR）。這項新發現的技術被稱為“本征自旋軌道EDSR”。

研究人員表示，通常情況下設計的微波天線是提供純磁場的，但這種特殊的天線設計產生了更大的電場。事實證明這種新效應可用來操縱量子比特。

Diraq首席執行官兼創始人、新南威爾士大學量子工程教授安德魯·祖拉克說：“它使硅中的量子計算成為現實，基于與現有計算機芯片基本相同的半導體元件技術，而不是依賴于奇異材料。”他補充說，由于新方法基于與當今計算機行業相同的CMOS技術，將更容易、更快地擴大到商業生產，實現在單一芯片上制造數十億量子比特的目標。