世界首创3D原子级量子芯片架构！

新南威尔士大学量子计算与通信技术卓越中心(CQC2T)研究人员首次证明：他们可以在三维设备中构建原子精确量子位——这是迈向通用量子计算机的又一重大步骤。由2018年澳大利亚年度最佳科学家、CQC2T教授米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)领导的研究团队已经证明：他们可以将原子量子位元制造技术扩展到硅晶体的多层——实现他们在2015年向世界介绍的3d芯片架构的关键组件，这项新研究发表在2019年1月7日的《自然纳米技术》上。这个小组是第一个展示这种架构的可行性小组，这种架构使用原子尺度的量子位元对齐来控制三维设计中的线(本质上是非常窄的线)。更重要的是该团队能够将3d设备中的不同层与纳米精度对齐，并显示出他们能够在单次拍摄(即在一次测量中)以非常高保真度读出量子位元状态。

博科园-科学科普：这种三维设备结构是硅原子量子位的一个重大进步。为了能够不断修正量子计算中的错误（这是我们这个领域的一个重要里程碑）必须能够同时控制许多量子位。唯一的办法就是使用3d构造，所以2015年我们开发并申请了垂直交错构造的专利，然而这一多层器件的制造仍面临一系列挑战。根据这个结果，现在已经证明，以我们几年前设想的方式设计3d方法是可能的。该团队演示了如何在第一层量子位元之上构建第二个控制平面或层。CQC2T研究人员兼合著者乔里斯·凯泽博士(Dr. Joris Keizer)解释说，这是一个非常复杂的过程，但用非常简单的术语来说：

是构建了第一个平面，然后优化了一种技术，在不影响第一层结构的情况下生长第二层。在过去，批评者会说这是不可能的，因为第二层的表面变得非常粗糙，你再也不能使用我们的精密技术了——然而，在这篇论文中，展示了我们可以做到这一点，与预期相反。该团队还演示了可以用纳米精度对齐这些多层。凯泽博士说：如果在第一层硅层上写了一些东西，然后在上面放了一层硅层，仍然需要确定位置来对齐这两层的组件，现已经展示了一种可以在5纳米以下实现对准的技术，这是非常了不起的。最后，研究人员能够测量三维设备的量子比特输出与所谓的单射即。用一个单一，准确的测量，而不是依赖于平均数以百万计的实验。这将进一步帮助我们更快地扩大规模。