電子發燒友網綜合報道 6月30日消息，澳大利亞悉尼大學與新南威爾士大學的研究團隊在量子計算領域取得里程碑式突破——他們成功開發出全球首個在低溫環境下可精準控制“百萬量級量子比特”的芯片，相關成果發表于《自然》期刊，為實用化量子計算機的構建開辟了新路徑。

研究團隊研制的新型芯片基于自旋量子比特技術，通過操控單個電子的磁方向編碼信息。這一技術路線具有兩大核心優勢：一是自旋量子比特與主流CMOS半導體工藝兼容，易于規模化生產；二是其量子態在極低溫下穩定性顯著提升。實驗中，芯片在毫開爾文溫度（略高于絕對零度-273.15℃）下運行，這一溫度接近物質運動的極限，確保了量子比特的相干性。

量子計算規模化面臨的核心挑戰在于，傳統控制電路產生的熱量和電噪聲會破壞量子態的穩定性。研究團隊通過精密設計，首次實現了控制系統與量子比特的緊密集成。在空間優化方面，量子比特與晶體管芯片的距離縮短至不足1毫米，突破了此前需數厘米隔離的技術瓶頸；
在性能保障方面，單比特和雙比特操作的高保真控制幾乎無性能損失，量子態相干性未受干擾；在能效革命方面，系統總體功耗僅約10微瓦，模擬部分每兆赫僅耗電20納瓦，為百萬量級量子比特的擴展提供了能源保障。

研究證實，在特定溫度條件下，復雜電子系統可與量子比特無縫集成。測量數據顯示，即使量子比特與控制電路近在咫尺，其量子態仍能保持穩定。這一發現顛覆了“量子系統需完全隔離”的傳統認知，為量子計算與經典電子技術的融合奠定了理論基礎。

該低溫電子平臺的應用潛力遠超量子計算領域。如，在傳感系統領域，極低功耗與高精度特性可提升量子傳感器性能； 在數據中心領域，為未來高密度計算提供低溫環境解決方案； 在材料科學領域，模擬百萬量子比特級別的分子相互作用，加速新藥研發與新材料設計。

目前，全球量子計算競爭激烈。微軟推出的拓撲量子芯片Majorana 1通過“馬約拉納粒子”實現百萬量子比特集成，谷歌的Willow芯片則以超導量子比特技術完成5分鐘內超越經典超級計算機102?年的計算任務。而此次澳大利亞團隊的突破，以自旋量子比特與CMOS工藝的結合，為量子計算規模化提供了第三條技術路徑。正如研究團隊所言：“這不僅是量子計算的突破，更是未來科技生態的基石。”