北京
研究人员在量子计算领域取得重大突破——他们开发出一种厚度几乎是人类头发丝宽度百分之一的设备。这项发表在《自然·通讯》期刊上的研究，推出了一种新型光学相位调制器，可精确控制激光。这种能力对于未来依赖数千甚至数百万量子比特（存储和处理量子信息的基本单元）的量子计算机至关重要。
与尺寸同样重要的是该设备的制造方式：研究人员未依赖定制实验室设备，而是采用了可规模化工艺——类似于生产计算机、智能手机、汽车及家用电器（甚至烤面包机）中处理器的技术，使设备更易大规模量产。
研究由即将攻读博士的Jake Freedman与量子工程讲席教授Matt Eichenfield共同领导，联合桑迪亚国家实验室科学家（含共同资深作者Nils Otterstrom）完成。设备核心是每秒振荡数十亿次的微波振动，可超高精度操控激光相位，生成稳定高效的新激光频率——这不仅是量子计算的关键，也适用于量子传感、量子网络等新兴领域。
主流量子计算设计（如俘获离子/中性原子）中，每个原子都是量子比特，需通过调谐激光与之交互。激光精度需控制在十亿分之一以内，但现有台式设备体积大、功耗高，无法满足未来海量光学通道需求。
新设备通过高效相位调制生成激光频率偏移，微波功耗比商用调制器低80倍——低功耗意味着更少热量，可将更多通道集成到单芯片上。更关键的是，它采用CMOS制造工艺（与微芯片相同）：“CMOS是人类最具可扩展性的技术，未来可生产数百万个相同光子设备，正是量子计算所需。”Eichenfield说。
团队正开发集成光子电路（单芯片整合频率生成、滤波、脉冲整形），并计划与企业合作，在先进量子计算机中测试芯片。Freedman表示：“这是拼图最后几块之一，我们正接近能控制大量量子比特的可规模化光子平台。”
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