在量子计算机和量子网络实现它们的巨大潜力之前，科学家们还有几个困难的问题需要克服。现在，一项新的研究概述了其中一个问题的潜在解决方案。

正如我们在最近的研究中所看到的，我们现有的经典计算组件所用的硅材料，也显示出存储量子比特的潜力。

这些量子比特（或称量子位）是下一级量子计算性能的关键，它们有多种类型。

随着时间的推移，物理学家已经设法使硅量子比特变得更先进、更稳定，但还有一个问题是如何将它们大规模地连接在一起。新的研究表明，硅中的某些缺陷（被称为T中心）可以作为量子比特之间的光子（或基于光的）连接。

加拿大西蒙弗雷泽大学的量子物理学家斯蒂芬妮·西蒙斯说：“像‘T中心’这样的发射器，结合了高性能自旋量子比特和光学光子产生，是制造可扩展的分布式量子计算机的理想选择。它们可以同时进行处理和通信，而不是需要连接两个不同的量子技术，一个实施处理，一个进行通信。”

换句话说，它是一个更有效的系统，而且很可能是一个更容易构建的系统。研究人员报告说，这是第一次从光学角度在硅中观察到这种量子粒子活动 —— 更多的证据表明这是一种可行的方法。

此外，还有一个好处：“T中心”发射的光，与目前光纤通信和电信设备网络使用的光波长相同。这将使量子互联网技术的推广更加直接。

量子物理学家斯蒂芬妮·西蒙斯表示：“有了T中心，你就可以建造与其他处理器进行内在通信的量子处理器。当你的硅量子比特可以通过在数据中心和光纤网络中使用的同一频段发射光子（光）进行通信时，你就可以通过连接量子计算所需的数百万个量子比特获得同样的好处。”

研究人员在硅片上制造了数万个小的“微球”，使用特殊的显微镜技术来确认每个微小的设备都有少量的T中心，这些T中心可以被单独寻址和控制。

当然，还有很多工作要做 —— 量子比特需要变得更可靠、更准确，这样它们才能被合理利用，但这项研究让我们离量子计算的未来又近了一大步。

如果未来可以建立在硅的基础上，那么我们就已经拥有了多年的制造专业知识和设备，这反过来也意味着向大规模量子计算的平稳过渡。

物理学家最后总结道：“通过找到用硅制造量子计算处理器的方法，我们就可以利用多年来用于制造传统计算机的所有技术发展、知识储备和基础设施，而不需要为量子制造创造一个全新的行业。”