功能更加强大、而规模更小的量子系统

英飞凌( Infineon)奥地利分公司与因斯布鲁克大学（University of Innsbruck）、苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)、全电动互动汽车公司SRL正在一起攻克与量子计算机商业用途有关的难题。通过在技术设计和制造工艺方面的研发创新，这些大学和工业界的研究者们都期待能够为量子计算机开发出价格合理的组件。

离子阱（Ion Traps）已被证明是控制和操纵量子粒子方面非常成功的技术。

而当前，最有希望构建商用量子计算机的技术有两种：一是超导量子比特，二是构成可操作量子计算机核心组成部分的离子阱技术。

（图片来源：Infineon）

自去年以来，来自因斯布鲁克大学、苏黎世联邦理工学院和意大利的全电动互动汽车公司SRL的工程师和研究人员便一直在共同探索如何利用半导体制造技术构建离子阱，以及哪种量子芯片架构更能够受益于现代半导体制造的更高精度和可扩展性的材料。该项目由欧盟资助，属于Horizon 2020项目PIEDMONS的一部分。

此外，研究人员希望通过研究新创的离子阱几何结构，确定离子阱是否能够在室温下操作。他们的目标是通过在芯片上集成基础电子器件，构成功能更加强大、而规模更小的量子系统。

在芯片上集成意味着新开发的电子元件与量子系统相邻。在目前的实验中，量子系统占用了实验装置旁边的大量空间。研究目标为将量子计算机首次便携化。

离子阱技术

Silke Auchter在她的博士论文中提到关于离子阱技术的研究，该技术在半导体制造技术的辅助下得到了进一步的发展。借助半导体制造技术，研究人员可以构造出非常稳定、精确的离子阱，且该离子阱更容易与微型电子器件和光学器件进行组合。同时，还可以实现更复杂和全面的陷阱概念（Trap Concepts ），从而有力的排除外部因素干扰。

离子用作量子比特，是传统计算机中比特的量子力学对应物。在实验室中，研究人员将离子用电磁场捕获，而电磁场的精确形状则取决于离子阱的结构。

初步加工的离子阱对离子尚不具有最佳捕获力。可如果构建的量子芯片能够让离子保持在更稳定的状态，这将有助于因斯布鲁克大学和苏黎世联邦理工学院的量子研究人员找到更大的量子寄存器和更复杂的量子算法。

另外，在比如室温或可携带情况等非实验室环境中，我们需要稳定的量子态。随着菲拉赫的微机电部门开发的第一个量子芯片原型诞生，英飞凌奥地利Silke Auchter博士生，在奥地利因斯布鲁克大学实验物理系的国际知名量子物理学家雷纳布拉特的指导下，也已经完成了相关实验。她的研究目标是生产出一种能够在室温下稳定地捕获离子的微型离子阱。

目前，量子计算机原型仍需要大量的冷却，这也是量子计算机工业化生产的主要障碍。因此，在上述实验中，Silke Auchter试图使量子芯片在室温下也能发挥作用，从而高效地捕获离子，构建更复杂的芯片架构。

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