一个由美国陆军资助的研究项目开发了一种制造量子计算机芯片的新方法，这标志着量子处理器制造技术向能为战场提供快速处理能力所需的规模迈出了重要的一步。新方法可能会影响美国陆军构建量子网络和分布式传感能力的方式。
量子处理器使用量子位来存储信息。美国陆军研究办公室(美国陆军研究实验室在作战能力发展司令部的一个组成部分)的量子信息科学项目负责人Sara Gamble表示，在进行实验之前，研究人员在一个光子芯片中最多只能集成2至3个量子位。因此，研究人员希望能够增加放置在光子芯片上的量子位数量。
Gamble在接受采访时说：“目前，我们仅仅能够控制并成功操纵少量的量子位。但对于实际应用来说，其所需要的量子位数量会高达数百万或数十亿个，如何对这一数量庞大的量子位进行控制是一个重大的挑战。”
在该研究中，研究人员通过制作小型量子“芯片”，并将其放置在更大的电路中，成功地将128个量子位集成到了一个光子芯片上。这些小芯片能够通过科学家利用钻石缺陷创造的人工原子携带量子信息。
从集成3个量子位增加到128个是一个巨大的飞跃，但远未达到美国陆军认为的未来应用所需的数千、数百万或数十亿个量子位的目标。例如，量子位可以通过战场上的量子系统网络用于分布式传感，以实现更强的态势感知能力，不过Gamble指出，量子信息科学研究仍处于早期阶段。
Gamble说：“我们知道，很多量子位类型的传感器具有很优异的性能。量子传感器能够感知诸如电场或磁场等一类的场……并且其灵敏度比传统传感器更高。因此如果你把这些量子传感器系统组成网络，联系在一起，你将能够获取更多的信号。所以我们不仅需要那些孤立的量子位传感器，我们还需要找到一种能够让这些量子位传感器通过量子网络相互关联的方法。”这将使美军能够以量子级的速度处理数据。因为美军试图利用战场上的以近乎实时获取的大量数据集做出决策，并且试图向多域作战发展，因此更快的数据处理速度将使美军大大受益。
该研究由美国麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的科学家共同完成。新技术仍需进行测试，以确保可以针对美军的应用需求，对芯片中的量子位进行有效控制。Gamble表示，研究团队还在考虑如何实现部分生产过程的自动化。
Gamble说：“思考如何将这些过程自动化，使其更具可重复性，这将是令人兴奋的。如果你真的想集成数百万到数十亿个量子位而不仅仅是128个量子位的话，自动化是非常必要的。”
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