澳大利亚硅量子计算公司的一个研究团队成功设计并制造出一种基于硅和磷原子的新型量子比特处理器，该处理器实现了11个量子比特的高保真度互连。这项发表于《自然》杂志的研究，为构建可扩展的实用化量子计算机提供了一条有潜力的技术路径。

该处理器被称为“14|15平台”，其核心是在同位素纯化的硅-28材料中精确植入磷原子，形成两个多核自旋寄存器。一个寄存器包含四个磷原子，另一个包含五个，每个寄存器共享一个电子自旋，两个寄存器之间通过电子交换相互作用连接，从而构成一个11量子比特的互连系统。研究人员解释其控制原理为：“我们利用不同的‘共振’频率来改变电子或原子核的自旋，从而通过管理多组微波频率来控制这 11 个量子比特。”

该设计的突出优势在于其可扩展性与高保真度。研究团队表示，这是目前同类硅基原子处理器中规模最大的，并首次实现了硅量子比特间保真度高达99.9%的双量子比特逻辑门。在扩展量子比特数量的同时，系统的物理基准得以保持甚至提升，克服了以往技术扩展时常伴随的性能下降难题。测量显示，系统内量子比特的纠缠保真度在87.0%至99.5%之间。

该团队认为，这项研究标志着从实验器件迈向实用化、模块化量子机器的关键一步。研究人员在论文中指出：“我们的研究标志着从实验性量子器件到实用、模块化和可扩展机器的道路上的一个里程碑，表明利用原子级设计的硅器件可以构建可靠的大型量子系统。”这项技术为未来开发能解决实际问题的强大量子比特处理器奠定了基础。

更多信息： 作者：Hermann Edlbauer 等人，标题：《硅基 11 量子比特原子处理器》，发表于：《自然》(2025)。期刊信息： 《自然》