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2025年量子计算突破性进展:全球科研动态与核心挑战深度解析

   时间:2025-08-02 18:14:46 来源:小孙在乌镇编辑:快讯团队 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

2025年,全球量子计算领域在联合国宣布的“国际量子科学与技术年”背景下,迎来了一系列引人注目的进展。这一年,科研人员致力于突破量子计算的核心难题——系统可扩展性,探索了多种技术路径,推动了该领域的快速发展。

在量子计算平台与量子比特技术方面,PsiQuantum公司率先发布了基于光子技术的量子计算平台。其Omega芯片组巧妙地结合了单光子量子比特与硅光子技术,不仅实现了高保真度的操作,还实现了长距离的芯片间互连。借助现有的半导体制造设施,该公司计划加速量子计算的规模化进程,并着手建立量子计算中心及合作低温工厂。与此同时,微软也宣布在Majorana 1设备上成功创建了拓扑量子比特,尽管其采用的砷化铟-铝混合材料简化了量子纠错的承诺引发了科学界的广泛讨论与质疑。

D-Wave公司的超导量子退火处理器同样表现出色,特别是在磁性材料模拟和神经网络训练方面。其“龙训练”程序在扩展指数上远超经典方法,展示了量子计算在特定任务上的加速优势。悉尼大学等研究团队在控制与互连技术领域取得了重要突破,他们开发的毫开尔文温度CMOS芯片能够控制硅MOS型电子自旋量子比特,解决了I/O瓶颈问题,为大规模集成扩展铺平了道路。

麻省理工学院等机构的合作研究也带来了无线太赫兹低温互连技术的创新,该技术基于CMOS技术降低了热负荷,支持高效数据传输,为量子处理器的扩展提供了新的解决方案。伊利诺伊大学团队则实现了可互换超导量子比特器件的初级网络,通过低损耗可拆卸电缆和快速泵浦方案,使模块间操作达到了容错阈值,进一步推动了量子计算的模块化扩展。

加州大学伯克利分校等团队在集成量子系统方面取得了里程碑式的成就,他们研发出了首个电子-光子量子片上系统,该系统在商用CMOS代工厂制造,集成了量子光源与控制元件,实现了实时稳定性,为量子计算的大规模生产奠定了坚实基础。谷歌团队则对超导量子计算机的扩展挑战进行了深入分析,指出了关联误差等问题,并提出了模块化架构等应对策略,强调了跨学科协同的重要性。

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