报价宝综合消息一条微波线 同时驱动五个量子比特硅基量子计算机想做大，卡脖子的往往不是造不出量子比特，而是没法让很多个比特同时精准干活。日本理化学研究所（RIKEN）联合台湾大学、苏黎世联邦理工学院和代尔夫特理工大学的团队，在最新一期《自然·物理学》上报告了一条新思路：只用一条共享微波控制线，同时驱动五个硅自旋量子比特，操作保真度依然保持在99.9％以上。
为什么必须「同时」？在硅自旋比特里，被微波驱动的比特相位能维持约100微秒，而闲置的比特大约10微秒就开始失相；量子纠错又要求对多个比特并行执行操作，于是「一起开火」成了绕不开的作业模式。麻烦在于，瞄准某个比特的微波信号会串到邻居身上：早前的实验里，这种串扰曾把门保真度从99.95％打到99.5％左右，误差率一下子放大了十倍。
团队把元凶锁定在所谓AC斯塔克频移上——邻近通道的微波会悄悄挪动目标比特的有效能级，让量子态的相位产生不该有的偏移。好消息是这种偏移可以预测：研究第一作者吴义贤解释，团队只需测量每一对比特相互之间的影响，就能用「成对校准」把多余的相位修正掉，不必对每一种比特组合单独标定。五个比特只需要20对测量，校准代价随比特数只是平方级增长，而不是指数爆炸。
效果立竿见影：单独操作时，五个比特的门保真度全部超过99.99％，最好的接近99.999％；两三个比特同时驱动，保真度仍高于99.99％；五个全部并行时，保真度依然不低于99.9％——正好踩在二维表面码纠错普遍引用的容错门槛上。
团队也坦承局限：并行操作需要更大的微波功率，由此带来的退相干无法靠校准消除，而且实验只演示了单比特门，尚未纳入连接比特的两比特门。不过共享控制线本身就是冲着工程化去的：导线更少，意味着稀释制冷机里的布线密度和发热负担都更轻。研究者的下一个目标，是让一条控制线管住大约十个比特的模块；配合可集成进芯片布线层的纳米磁体，还能在更低微波功率下跑出更快门操作。这一步如果走通，硅自旋路线与现有半导体制造工艺兼容的优势会进一步放大。
编译自 Interesting Engineering，原标题："A single microwave line runs five silicon spin qubits with 99.9 percent accuracy"
