量子计算找工作（量子计算工程师仅在一线工作）

& ldquo有了这个大锑原子，我们可以完全灵活地将其与硅上的控制结构集成在一起。莫雷洛教授说。

为什么这很重要？

未来的量子计算计算机将拥有数百万甚至数十亿个量子比特，可以在几分钟内处理数字和模拟模型，而今天的超级计算机需要数百年甚至数千年才能完成。

尽管世界各地的一些团队在大量量子比特方面取得了进展，例如谷歌的70个量子比特模型或IBM的1000多个量子比特模型，但他们需要更大的空间来使量子比特不受干扰地工作。

然而，新南威尔士大学的莫雷洛教授和其他同事采用的方法是使用制造传统计算机的技术来设计/kloc-0。尽管工作量子位数量的进展可能很慢，但使用硅的优势意味着你可以在一平方毫米内拥有数百万个量子位。

& ldquo我们正在投资一种更困难、更慢的技术，但有充分的理由，其中之一是它将能够处理极高的信息密度。& rdquo莫雷洛教授说。

& ldquo一平方毫米有2500万个原子是好事，但你必须一个一个地控制它们。在扩展系统时，灵活使用磁场、电场或它们的任意组合将为我们带来许多选择。& rdquo

回到实验室

下一步，该团队将利用锑原子的巨大计算空间来执行比普通量子比特提供的操作复杂得多的量子操作。他们计划编码一个& ldquo在原子中。逻辑& rdquo量子比特& mdash& mdash建立在两个以上量子级上的量子位，以获得足够的冗余来检测和纠正错误。

& ldquo这是实用和有用的量子计算计算机硬件的下一个前沿领域。莫雷洛教授说。

在《自然通讯》上发表的一篇论文中，工程师们描述了他们如何使用锑原子的16种量子& ldquo状态& rdquo对量子信息进行编码。

锑是一种重原子，它可以被植入硅中以取代现有的一个硅原子。之所以选择它，是因为它的原子核有八种不同的量子态，加上一个具有两种量子态的电子，总共有8x2=16种量子态，所有这些量子态都在一个原子中。使用简单的量子比特（或量子比特，量子信息的基本单位）来实现相同数量的状态需要制造和耦合其中的四个。

主要作者Irene & middot费尔南德斯& middotDe & middotIreneFernandezdeFuentes表示，该团队教会了Andrea & middot在AndreaMorello的指导下，基于十多年工作的成果建立了不同的量子控制方法，以证明在同一原子中的所有方法都是可能的。墨尔本大学的同事利用澳大利亚国立大学的重离子加速器设施注入锑原子。

& ldquo首先，我们证明我们可以通过振荡磁场控制锑的电子，类似于2012年的突破，这是量子比特在硅中的首次演示，& rdquo她说。

& ldquo接下来，我们展示了我们可以使用磁场来操纵锑原子核的自旋。这是一种标准的磁共振方法，例如在医院的MRI机器中使用的方法。第三种方法是控制锑核的电场，这是2020年偶然发现的。

& ldquo第四种方法是使用所谓的触发量子位的电场来控制锑核和电子之间的相对位置，该团队去年证明了这一点。

& ldquo这项最新的实验表明，所有四种方法都可以在使用相同架构的相同硅中使用。& rdquo

拥有四种不同方法的优势在于，每种方法都为计算机工程师和物理学家在设计future 量子计算时提供了更大的灵活性。

例如，磁共振比电共振快，但磁场在空间中广泛传播，因此它也可能影响邻近的原子。尽管电共振很慢，但它可以应用于非常局部的特定原子，而不会影响其任何邻居。

这一壮举可以缓解在只有几平方毫米的silicon 量子计算机器上运行数千万个量子计算单元的一些挑战。

& ldquo能够在单个原子中构建纠错逻辑量子比特将为将硅量子硬件扩展到商业用途提供巨大机会。& rdquo