用硅基电子元件构建量子计算机是可行的
量子计算机有可能彻底改变我们解决计算问题的方式，从创建先进的人工智能到模拟化学反应以创造下一代材料或药物。但实际上构建这样的机器非常困难，因为它们涉及奇特的组件并且必须保持在高度受控的环境中。到目前为止，我们目前还没有超越传统计算机。
现在，英国和法国的研究团队已经证明，用传统的硅基电子元件构建量子计算机是可能的。这可能为量子计算机的大规模制造铺平道路。
量子计算机的理论优势源于纳米尺度或“量子”物理定律。与以二进制位存储信息的传统计算机不同，量子计算机使用可以同时组合为“0”和“1”的量子比特。这是因为量子物理学允许粒子同时处于不同的状态或位置。
量子计算机开发仍处于起步阶段，最先进的原型目前由几十个真空室中的离子或保持在接近绝对零温度的超导电路制成。
量子计算机的主要的挑战是将这些小型样机开发为大型互联的量子比特系统，这些系统具有足够的计算能力，可以比传统的超级计算机更快地执行有用的任务。
用硅制造量子计算机可行性有两个原因。首先，摩尔定律导致的硅器件的小型化使得我们能够制造仅几十个原子宽的晶体管。这是量子物理定律开始应用的尺度。
不过，这基本是物理极限，使硅晶体管的任何进一步小型化越来越困难。但它也促进了硅技术的新用途，即“超越摩尔”（More-than-Moore）。这些研究新方向中最主要的是在每个硅晶体管中编码量子信息的可能性，然后使用它们来构建大规模量子计算机。
通过使用微芯片行业过去60年所处理的相同技术，我们还可以利用之前数十亿美元的基础设施投资并降低成本。这意味着现代微电子技术可以用来构建日益强大的量子处理器。
单个器件表征
剑桥大学，日立研发中心，伦敦大学学院和法国CEA-LETI团队合作进行了这方面的实验，并在《自然·电子》上发表研究报告称，传统和量子电子学之间的结合确实可行。采用传统硅电路的工程解决方案，并将其应用于芯片上的不同量子器件的互连。这使量子处理器的实际实现更近了一步。
控制晶体管逻辑状态
研究人员开发了一种工作在接近绝对零温度的电路，并全部采用了商用晶体管。其中一些非常小，可以用作量子比特，而其它的则稍微大一些，可用于连接不同的量子比特。这种架构非常类似于当今笔记本电脑和智能手机中用于随机存取存储器（RAM）的架构。
电荷保留分析
随着量子处理器变得越来越复杂，它们将需要有效的接口来提供控制和读出信号，同时保持输入的数量可管理。互补金属氧化物半导体（CMOS）电子器件为信号路由和动态访问提供了成熟的解决方案，并且为量子位本身使用CMOS平台提供了在片上集成经典和量子器件的有吸引力的解决方案。
动态读数
研究人员表示，这是一种CMOS动态随机访问架构，用于读取在毫克温度下工作的多个量子器件。其电路分为多个单元，每个单元包含控制场效应晶体管和量子点器件，形成在纳米线晶体管的沟道中。这种设置允许选择性读出量子点和量子点栅极上的电荷存储，类似于单晶体管单电容（1T-1C）动态随机存取技术。科学家们通过将它们与单个射频谐振器连接来演示两个单元的动态读出。此方法提供了减少每个量子位输入线数量的路径，并允许解决大规模器件阵列。
整合
在过去半个世纪左右的时间里，普通计算机从装满真空管的房间大小发展到今天的手持式微芯片设备。在完全成熟的量子计算机可用之前还有很长的路要走，但历史可能会重演。目前的研究进展表明，初代量子处理器可能首先采用一些奇特的技术来实现。但是现在我们已经知道硅可以用来有效地连接量子比特，量子的未来可以用硅材料来实现。
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