📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

ثماني عشرة خلية صغيرة اصطفت في صفين على قطعة من الجرمانيوم. كل خلية هي نقطة كمومية، مصيدة لإلكترون واحد، يعمل لفه المغزلي ككيوبت. سابقًا، كان من الممكن تجميع مثل هذه الأنظمة بضع قطع فقط، أما هنا فلدينا شبكة كاملة تعمل كمجموعة واحدة.

التحكم بثمانية عشر جسيمًا في وقت واحد يشبه قيادة أوركسترا حيث يعزف كل موسيقي مقطوعته الخاصة لكنه يسمع القائد فقط. طبق العلماء بنية معيارية (modular architecture): المعالج مبني من وحدات متماثلة من كيوبتين، يمكن توسيعها مثل عربات القطار. هذا سمح بتهيئة جميع الكيوبتات والتحكم بها وقراءتها في وقت واحد، محققين دقة عمليات أعلى من 99.8%.

في نهاية التجربة، ربط المؤلفون ثلاثة كيوبتات متجاورة في حالة خاصة — تشابك غرينبرغر-هورن-زايلينغر. هذا يشبه ثلاث عملات تسقط دائمًا بنفس الطريقة حتى لو قُذفت في غرف مختلفة. هذا الارتباط هو أساس الحوسبة الكمومية وحماية المعلومات.

رقاقة الجرمانيوم ذات الثمانية عشر كيوبتًا ليست رقمًا قياسيًا من حيث العدد، لكنها خطوة مهمة نحو قابلية التوسع. البنية المعيارية تسمح بإضافة صفوف جديدة دون فقدان السيطرة، مثل مكعبات البناء. إذا استمرت الدقة، فستظهر خلال بضع سنوات معالجات بمئات الكيوبتات قادرة على كسر التشفيرات الحديثة أو محاكاة مواد جديدة.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.01063

Utility-scale quantum computing requires the integration and operation of a large-scale qubit register. Semiconductor spin qubits are a primary candidate for this, due to the prospects of building integrated hybrid quantum-classical architectures. However, scaling spin-qubit systems while preserving performance and control has remained a challenge. Here, we demonstrate the operation of an 18-qubit array in germanium based on an extendable 2xN architecture. We achieve simultaneous initialization, control, and readout across the entire array, enabled by parallel operation of modular unit cells. Across the array, we achieve average and median single-qubit gate fidelities of 99.8% and 99.9%, respectively. Finally, we characterize the nearest-neighbor exchange couplings throughout the device and implement high-quality controlled-Z gates to generate a three-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state. These results demonstrate that spin-qubit arrays can be scaled while maintaining high-fidelity operation and establish a modular, extendable architecture for planar semiconductor quantum processors.