【Nature重磅！11量子比特系统破解规模魔咒，保真度飙升至99.99%】

长期以来，#量子计算# 行业受困于一个两难的规模魔咒：为了追求算力，必须增加量子比特的数量；但随着比特数量的增加，系统内部的噪声和串扰便会呈指数级上升，导致计算结果变得毫无意义。

近日，一家名为 Silicon Quantum Computing（以下简称 “SQC”）的量子计算公司在 Nature 期刊发文，详细介绍了一种能够克服这一难题的新型处理器设计。该处理器利用经典计算机的核心材料——硅，并结合磷原子，成功实现了 11 个#量子比特# 的互连。这不仅将互联量子比特的数量提升了三倍，更关键的是，它在扩容的同时实现了高达 99.99% 的单量子比特保真度和 99.5% 的贝尔态保真度。

这一突破的核心，归功于 SQC 独有的原子级制造工艺。团队利用扫描隧道显微镜，能够在纯硅晶圆上以 0.13 纳米——也就是原子级别的精度进行图案化，将磷原子精准定位。这种极致的工艺精度，正是实现商业化量子计算所必需的。 

在具体的硬件架构上，该设计在同位素纯化的硅-28 晶体中，利用精密定位的磷原子构建了两个多核自旋寄存器。其中一个寄存器包含 4 个磷原子，另一个包含 5 个，每个寄存器共享一个电子自旋。这两个寄存器通过电子交换相互作用相连，从而实现了跨寄存器的非定域连接以及全部 11 个量子比特的联动。

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