英国量子运算创业公司Quantum Motion宣布，已打造出全球首台以计算机芯片制程为基础的“硅量子计算机”，并安装于英国国家量子运算中心（NQCC），目标是在未来推矢量产。
系统设计与特色根据官方新闻稿，Quantum Motion采用可平铺式架构（tileable architecture），将运算、读取与控制电路密集排列在硅芯片上。整套系统仅需三个19英寸服务器机柜，即可同时容纳量子处理单元（QPU）、冷却设备与控制系统。它同时支持Qiskit与Cirq等主流软件框架，让开发者可直接在既有工具上编写量子程序。
与传统量子计算机的差异这套系统采用300mm CMOS制程，也就是所有计算机与手机芯片皆使用的“互补式金属氧化物半导体”（Complementary Metal–Oxide–Semiconductor, CMOS）技术，以高良率和大规模生产能力著称。相比之下，当前主流量子计算机大多依赖超导量子位元（如IBM、Google）或光子量子位元（如PsiQuantum），这些架构需依赖特殊材料与庞大设备维持量子态。Quantum Motion尝试利用商业CMOS制程，在硅芯片上构建量子位元，让量子计算功能像一般芯片一样交由商业芯片厂生产。
良率与冷却的挑战尽管使用半导体制程具备量产优势，但量子位元对杂质与缺陷的敏感度却远高于传统晶体管。如何兼顾良率、相干时间（coherence time）与低误差率，仍是实际挑战。同时，现阶段的冷却系统虽已缩小至服务器规格，但若qubit扩展至百万级规模，稀释冷冻机的规模与能耗恐将急剧膨胀。量子计算机还没真正跑起来，冷却系统可能就先撑不住了。
Quantum Motion当前系统仍属于初步尝试。未来要走向实用级规模，仍需跨过技术门槛。业界认为，这套新系统虽是硅量子计算机的一个里程碑，但更像是序幕，真正的考验才正要开始。
（首图来源：Quantum motion）
