告別龐大機房：科學家或找到「縮小」量子電腦體積的方法
麻省大學阿默斯特分校和加州大學聖塔巴巴拉分校 3 月 30 日宣布重要突破，展示將量子電腦從房間大小縮至撲克牌大小的關鍵雷射和離子捕獲元件，此成就與 1970 至 1990 年代整合微處理器的縮小過程呼應，當時計算機從巨無霸機器變成現在的手掌大智慧手機。
現在量子計算系統還是很龐大複雜，無法擴展，且對環境太敏感性，很難攜帶。量子系統裡最大元件是光學設備，包括多個雷射器和振動隔離的溫控真空腔，腔體須以極高精準度穩定放出雷射，以控制量子計算和光學時鐘捕獲離子。
論文展示整合量子計算系統需要的關鍵穩定雷射元件，有潛力將量子計算硬體某些部分縮小至晶片規模。麻省大學電機與計算機工程助理教授Robert Niffenegger表示：「如果想要量子技術有可擴展性或可攜帶性，雷射系統也必須整合至晶片。」
量子計算的捕獲離子系統為「量子位」（qubits），功能類似傳統計算的位元，基於量子物理的規則儲存處理數據。光學時鐘計算可見光振盪以保持時間，並用捕獲離子的原子躍遷驗證頻率，才能達到前所未有的精準度。
麻省大學這次與加州大學聖塔巴巴拉分校合作，首次展示大型精密雷射可由小型光子晶片取代，且新技術能成功控制捕獲離子以執行量子位和時鐘操作。測試結果顯示，系統已達量子計算所需的高傳真量子位狀態準備和測量。
Niffenegger指出，新設計是創建功能性大規模量子計算機的關鍵第一步，能解決現在超級計算機還無法處理的複雜問題，如解密保護世界敏感數據的加密系統。許多專家預測，這類應用可能需要數百萬個量子位。
Niffenegger認為短期新技術給予使光學時鐘有可攜性更多機會。將雷射和腔體縮小至光子晶片，光學時鐘可更緊湊和堅固，攜帶至以前無法到達的地方如外太空。
UMass Amherst Research Demonstrates New Tech for Shrinking Quantum Computers
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（首圖來源：Derrick Zellmann）