科技日報北京11月21日電 （記者劉霞）IBM公司科學家實現(xiàn)了“跨芯片”量子糾纏——使兩塊“鷹”（Eagle）量子芯片成功糾纏在一起。每塊量子芯片擁有127個量子比特，兩塊芯片共同完成了需要142個量子比特才能完成的計算任務。目前，單塊芯片一次容納的量子比特的數(shù)量低于142。這一成果為構建更大規(guī)模量子計算機奠定了基礎，相關論文發(fā)表于20日出版的《自然》雜志。

量子計算機有望比傳統(tǒng)設備更快地解決某些問題，但建造實用量子計算機之路并非一片坦途。其中，擴大規(guī)模與降低出錯率是兩大主要障礙。全球多個研究小組和公司“各出奇招”，力求掃清這些障礙。IBM選擇了超導芯片，這些芯片可由制造現(xiàn)有計算機硬件的機器生產。

但IBM的這一策略也面臨一大挑戰(zhàn)：芯片的輸入和輸出線路遠大于進行計算的量子比特。這意味著量子比特之間的距離大于傳統(tǒng)處理器內晶體管之間的間隔，進而限制了壓縮到芯片上的量子比特的數(shù)量。為此，IBM希望在量子芯片之間實現(xiàn)糾纏，協(xié)同工作。

但要讓量子芯片之間相互糾纏，遠比使用傳統(tǒng)芯片困難。這是因為在傳統(tǒng)芯片內，數(shù)據(jù)以電信號的有（1）或無（0）來表示，而量子比特之間的糾纏無法簡單地通過線路傳遞。

為攻克這一難題，IBM科學家設計出一種方案：首先讓一對量子比特糾纏，隨后將其中一個量子比特傳送到第二塊芯片，這樣兩塊芯片之間就建立了量子聯(lián)系。不過，這一過程還需要傳統(tǒng)計算機的輔助。在最新研究中，該公司首次成功地將兩塊量子芯片糾纏在一起，讓它們作為一個整體，執(zhí)行超出單塊芯片能力的計算。

美國得克薩斯大學奧斯汀分校的斯科特·阿倫森表示，將多個量子芯片連接在一起的想法已經討論了幾十年，現(xiàn)在，IBM朝這個目標邁出了關鍵一步。然而，要真正擴大超導量子計算機的規(guī)模，還需要在保證更高保真度的情況下，讓數(shù)百或數(shù)千個超導芯片作為一個整體協(xié)同運行。

【總編輯圈點】

量子計算機在處理特定類型的問題上能超越傳統(tǒng)計算機，如大規(guī)模數(shù)據(jù)加密、藥物分子模擬等領域。然而，量子計算面臨的主要挑戰(zhàn)之一就是如何在保持量子態(tài)穩(wěn)定的同時，擴展系統(tǒng)的規(guī)模。IBM通過巧妙的設計，克服了量子芯片間通信的技術障礙，實現(xiàn)了“跨芯片”的量子糾纏。盡管目前仍處于實驗階段，但這一進展無疑為實現(xiàn)更強大的量子計算能力鋪平了道路。

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