澳大利亚研究人员在量子计算领域取得了被专家称为“颠覆性”的突破,这一进展有望在未来几年极大加速人工智能的处理能力。
悉尼大学团队由David Reilly教授领导,开发出一种微型CMOS“芯粒”,能够在100毫开(仅高于绝对零度)下运行,并以微瓦级功耗控制多个硅自旋量子比特。这一成果攻克了长期以来被视为量子计算工程难以逾越的难题。
该创新的核心意义在于,能够将控制电子学与量子比特的距离缩短至不足一毫米,同时不干扰其脆弱的量子态。Reilly教授表示:“通过精心设计,我们证明量子比特几乎不会受到旁边10万个晶体管切换的影响。”他将这一成就形容为“十年研发后终于走到终点”。
传统量子计算方案依赖于体积庞大的外部控制系统,并通过密集的布线连接,这成为扩展的瓶颈。澳大利亚团队通过将控制电子学直接集成进适用于低温环境的CMOS封装,消除了这一限制,为在单芯片上实现百万量子比特的量子处理器铺平了道路。
此次突破采用硅自旋量子比特,因其与现有半导体制造基础设施兼容而备受看好。与其他量子技术不同,这些量子比特可利用现代智能手机和计算机所用的CMOS工艺实现大规模生产。
这一突破对人工智能领域意义重大。拥有百万量子比特的量子计算机将以指数级速度加速复杂AI模型的训练,并实现传统硬件无法完成的全新算法。这有望在药物发现、材料科学和复杂系统优化等领域带来突破,即便是当今最先进的AI系统也难以企及。