想必大家小时候都有玩过乐高吧？五颜六色的积木，可以自由拆开，再拼凑成各种新奇的造型，如飞机、城堡，甚至是整个城市。最厉害的是，每一块积木都是独立的，却能灵活组合成一个完整的世界。如今，这样的概念正被慢慢实践在量子计算机上。

这项研究来自伊利诺大学香槟分校Grainger工学院，由物理系助理教授Wolfgang Pfaff团队领导，并刊登在《Nature Electronics》。研究人员提出，将量子处理器做成独立的模块，通过超导电缆彼此连接，让量子计算机不再是一个“一次成形、不可拆解”的庞然大物，而能像乐高一样灵活组装。

过去的量子计算机设计，通常是把所有qubit（量子位元）“焊死”在同一个大芯片上。缺点是：一来，数量做到一定程度后就很难再扩张；二来，只要其中一小部分出问题，修复就极为困难，几乎等于整台报废。

相比之下，这次提出的模块化架构，就像把qubit做成独立乐高，再用超导电缆拼接起来。它的特点是可以自由拆解与重组，也能单独测试或更换模块，不需要整个系统重做。实验显示，即使用电缆连接，运算精确度（fidelity）仍可达到接近99%。

目前，团队已经成功连接两个模块，接下来的挑战是尝试将超过两个模块连接在一起，同时维持高精确度与错误检查机制。研究人员希望，这样的“乐高式”设计，能成为推动大规模量子计算机落地的重要一步。

（首图来源：AI生成）