摘要：研究人员详细介绍了实现拓扑量子计算机所需的量子设备测量的进步。在公告中，该团队描述了设备的操作，该设备是拓扑量子计算机的必要构建块。已发表的结果是沿着量子计算机建造的道路的重要里程碑，与现有技术相比，量子计算机的构建可能更强大和强大。...
Microsoft Quantum于2月19日在自然界发表了一篇文章，详细介绍了测量量子设备的最新进展，以实现拓扑量子计算机所需的量子设备。作者中有微软的科学家和工程师，他们在普渡大学的Microsoft Quantum Lab West Lafayette进行研究。在Microsoft Quantum的公告中，该团队描述了设备的操作，该设备是拓扑量子计算机的必要构建块。已发表的结果是沿着量子计算机建造的道路的重要里程碑，与现有技术相比，量子计算机的构建可能更强大和强大。
"Our hope for quantum computation is that it will aid chemists, materials scientists and engineers working on the design and manufacturing of new materials that are so important to our daily lives," said Michael Manfra, scientific director of Microsoft Quantum Lab West Lafayette and the Bill and Dee O'Brien Distinguished Professor of Physics and Astronomy, professor of materials engineering, and professor of electrical and computer engineering at Purdue. “量子计算的希望是加速科学发现及其转化为有用的技术。例如，如果量子计算机减少产生新的救生治疗药物的时间和成本，那是真正的社会影响。”
Microsoft Quantum Lab West Lafayette团队推进了构成测试中使用的完整设备体系结构的量子平面的复杂分层材料。与MANFRA合作的微软科学家是高级半导体生长技术的专家，包括分子束外延，这些技术用于构建构成量子位或Qubits的基础的低维电子系统。他们构建了具有原子层精度的半导体和超导体层，将材料的属性定制为设备体系结构所需的属性。
普渡大学Quantum Science and Engineering Institute的成员Manfra归功于普渡大学和微软之间的牢固关系，这是在十年的时间内建立的，并在Microsoft Quantum Lab West Lafayette进行了进步。在2017年，普渡大学通过一项多年协议加深了与微软的关系，其中包括将Microsoft员工与Purdue的Manfra研究团队嵌入。
曼弗拉说：“这是一支非常复杂的团队的合作努力，在普渡大学的微软科学家们做出了重要的贡献。” “这是一个微软团队的成就，但这也是普渡大学和微软之间长期合作伙伴关系的。如果没有普渡大学的环境，这是有利于这种工作方式的环境 - 我试图将工业研究与两个社区的学术研究融为一体。我认为这是一个成功的故事。”
普渡大学的量子科学与工程是普渡大学计算计划的支柱，该计划的重点是推进计算，物理AI，半导体和量子技术的研究。
普渡总统Mung Chiang说：“在测量准颗粒状态的这一研究的突破是拓扑量子计算发展的里程碑，并在半导体 - 渗透导体混合结构中创造了一个分水岭。” “标记了普渡大学战略计划中最新的成功，Manfra教授及其团队与Microsoft Quantum Lab West Lafayette在普渡大学校园中建立了深厚的合作，这是当今任何美国大学最有影响力的行业研究合作伙伴的体现。”
量子计算机的大多数方法都依赖于当地的自由度来编码信息。电子的自旋是量子的经典示例。但是，通过相对常见的事物，例如热，振动或与其他量子粒子的相互作用，它们很容易受到干扰，它们可以损坏存储在量子空的量子信息，因此需要在检测和纠正错误方面做出了巨大的努力。拓扑量子计算机不是自旋，而是以更分布的方式存储信息。 Qubit状态在许多粒子的协同过程中编码。因此，由于必须更改所有粒子的状态以更改量子状态，因此很难拼写信息。
在自然论文中，微软团队能够准确，快速测量构成量子基础的准颗粒状态。
曼弗拉说：“该设备用于迅速测量拓扑量子的基本属性。” “团队很高兴以这些积极的成果为基础。”
Microsoft量子实验室科学家Sergei Gronin说：“斐特（West Lafayette）的团队将现有的外延技术推向了半导体 - 渗透导体混合结构的新最新技术，以确保Microsoft Hybrid System的每个构建块之间的完美接口。”
格罗宁说：“量子计算芯片所需的材料质量需要不断改进，因此这是最大的挑战之一。” “首先，我们必须调整和改进半导体技术以达到以前没人能够达到的新水平。但同样重要的是如何创建这种混合动力系统。要做到这一点，我们必须合并一个半导体的部分和超导部分。
尽管自然文章中讨论的工作是由Microsoft员工进行的，但对工业规模的研发的接触也是Manfra学术小组普渡大学学生的出色机会。约翰·沃特森（John Watson），杰弗里·加德纳（Geoffrey Gardner）和赛义德·法拉希（Saeed Fallahi）是该论文的合着者，他们在曼弗拉（Manfra）的领导下获得了博士学位，现在在雷德蒙德（Redmond），华盛顿（Washington）和丹麦（Denmark）的哥本哈根（Copenhagen）的Microsoft Quantum工作。 Manfra的大多数以前学生现在都为包括Microsoft在内的量子计算公司工作。泰勒·林德曼（Tyler Lindemann）在斐特（West Lafayette）实验室工作，并帮助建立了该设备所需的混合半导体 - 驱动器结构，他正在Manfra的监督下获得普渡大学的博士学位。
Lindemann说：“与我在Microsoft Quantum的工作一起，在Manfra教授的实验室工作，为我的职业发展提供了局面，并为我的学术工作富有成果。” “与此同时，微软量子的许多世界一流的科学家和工程师在学术界都有一些背景，并且能够从他们的知识和经验中汲取灵感是我研究生学习中必不可少的资源。从这两个角度来看，这都是一个很好的机会。”
