2026年7月2 日——华威大学研究人员提出的一项新概念，有望解决构建大规模量子计算机的最大挑战之一：实现单个芯片上大量量子比特（qubit）之间的远距离通信。

这项发表在《APL Quantum》上的研究，由华威大学和加拿大国家研究委员会（NRC Canada）的团队共同完成。他们引入了“量子声子链接”（QPLs）这一概念：一种全新的量子比特间通信方式。它利用在特制材料中传播的类似声音的振动，将量子信息在物理上相隔较远的量子比特之间进行传递。

当今领先的量子芯片通常只允许相邻的量子比特直接相互通信。为了构建有用的量子计算机，工程师们预计需要协调分布在整块半导体芯片上数百万个量子比特，而不仅仅是相邻的量子比特群。该团队提出的方法是利用一种称为“声子”的声学振动作为内置通信系统，使得量子比特能在比当前可能距离远得多的范围内交换量子信息。

“量子计算的关键挑战之一是实现远距离量子比特互联，”华威大学物理系的 Maksym Myronov 博士表示。“我们的工作引入了一个新概念，让声子充当量子总线，使远距离量子比特能够交换量子信息，同时与半导体技术保持完全兼容。”

这一概念依赖于一种特殊材料：在硅上生长的压缩应变锗（cs-GoS），该材料由华威大学利用先进的外延生长技术率先开发。在这种材料中，量子比特对穿过薄层锗晶体微小的振动尤为敏感。研究人员表明，通过精心设计和控制这些振动，原则上无论量子比特是并排放置还是分布在直径达 300 毫米的整个半导体芯片上，量子信息都能在它们之间进行传输。

其他实现远距离量子比特连接的方法依赖于微波或外部产生的表面声波，通常需要复杂的设计和在芯片上附加额外的硬件。相比之下，QPL 直接构建在承载量子比特的半导体材料内部。由于该方法与现有的半导体制造工艺兼容，因此可为未来的商用量子处理器提供一条更紧凑、更廉价且更具可扩展性的路径。