澳大利亚新南威尔士大学旗下量子技术初创公司Diraq与欧洲微电子研究中心（imec）合作，在《自然》杂志发表重磅成果：其在半导体工厂工业化环境下生产的硅基量子芯片，双量子比特逻辑操作保真度突破99%，与实验室制备的芯片性能相当，为量子计算机迈向实用规模扫清核心障碍
长期以来，硅基量子计算因可集成数百万量子比特且兼容成熟半导体工艺，被视为最具实用潜力的技术路线，但“实验室高保真度能否在工业化生产中复现”始终是行业难题。此次合作团队通过技术创新，成功解决了这一关键瓶颈：
在300毫米晶圆的工业化生产流程中，所制器件的双比特逻辑门操作保真度超过99%。双比特逻辑门是量子计算的核心构件，其可靠性直接决定大规模容错量子计算的可行性 。
此前双方已证实，该工艺生产的量子比特单比特操作保真度达99.9%，此次双比特操作的突破，形成了完整的高保真操作技术闭环，满足容错量子计算的基础要求。
依托成熟CMOS工艺实现规模化
该成果的核心优势在于与现有半导体产业的深度兼容。Diraq设计的芯片完全适配已应用数十年的CMOS制造工艺，由imec在标准半导体工厂完成生产，无需搭建专用生产线。这种兼容性带来双重价值：
直接复用万亿级半导体产业的成熟设备与流程，大幅降低大规模生产的边际成本，为百万比特级芯片的经济化制备提供可能。
借助半导体产业将数十亿晶体管集成于单芯片的技术经验，可平滑实现量子比特的高密度集成，解决实用化所需的“数量级扩展”难题。
迈向“实用规模”量子计算的里程碑
此次突破被视为量子计算从实验室走向商业化的关键节点。美国国防高级研究计划局（DARPA）推进的“量子基准计划”将“实用规模”定义为“商业价值超过运行成本”，而这一目标的实现需数百万稳定可控的量子比特以抵消量子态误差。
Diraq创始人安德鲁·祖拉克指出，工业化生产与高保真度的结合，首次证明硅基量子芯片可通过成熟产业路径实现规模化，为开发完全容错、成本可控的实用型量子计算机开辟了明确路径。未来，该技术有望在密码破解、材料设计、药物研发等领域释放量子计算的独特价值。

这一成果不仅验证了硅基量子路线的商业化潜力，更标志着量子计算产业从“实验室研发”向“工业化制造”的转型迈出实质性步伐。#科技#