यदि आप काफी समय तक क्वांटम कंप्यूटिंग की खबरों का अनुसरण करते हैं, तो ऐसा लगने लगता है कि कोई भी क्वांटम सिस्टम जो दो अच्छी तरह से अलग ऊर्जा अवस्थाओं के बीच बदल सकता है, उसे क्यूबिट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। परमाणु, आयन, फोटॉन, इलेक्ट्रॉन और निर्मित उपकरणों के अपने-अपने समर्थक हैं। समर्थकों को आकर्षित करने वाली प्रमुख बातों में से एक है तकनीक की स्केल करने की क्षमता। जटिल गणनाएँ शुरू करने के लिए हमें बहुत सारे उच्च-गुणवत्ता वाले क्यूबिट की आवश्यकता होगी, और किसी भी तकनीक की वहाँ तक पहुँचने की क्षमता बहस का विषय है।

इसलिए, भले ही कुछ तकनीकें अब हजारों क्यूबिट का समर्थन कर सकती हैं, कुछ प्रतियोगी अभी भी मुट्ठी भर क्यूबिट पर काम कर रहे हैं - उनके पीछे की कंपनियों को विश्वास है कि उनमें अधिक प्रभावी ढंग से स्केल करने की क्षमता है।

उन तकनीकों में से एक में क्वांटम डॉट्स शामिल हैं जो एक एकल इलेक्ट्रॉन रखते हैं। उनका लाभ यह है कि हम उन्हें उसी तकनीक का उपयोग करके निर्मित कर सकते हैं जिसका उपयोग हम पारंपरिक प्रोसेसर बनाने के लिए करते हैं, एक दृष्टिकोण जो स्केलेबल साबित हुआ है। इस सप्ताह दो नए पेपर देखे गए जो क्वांटम डॉट्स का उपयोग करने के विभिन्न तरीकों का वर्णन करते हैं, जिनमें से एक इतना आकर्षक था कि IBM ने इसे विकसित करने वाली कंपनी को खरीद लिया। अलग से, एक अन्य कंपनी ने एक प्रोसेसर जारी किया है जो हीरे के दोषों में 100 अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों को रखता है, एक ऐसी तकनीक जिसके स्केल होने की संभावना स्पष्ट नहीं थी।

पहली खबर HRL लैबोरेटरीज नामक कंपनी के नेचर में एक प्रकाशन से आती है, जो हॉवर्ड ह्यूजेस द्वारा शुरू किए गए अनुसंधान कार्यक्रम की वंशज है। HRL निर्मित क्वांटम डॉट्स का उपयोग कर रहा है, जो डिस्प्ले में उपयोग किए जाने वाले डॉट्स से भिन्न तकनीक है, हालांकि यह कुछ समान भौतिकी सिद्धांतों पर निर्भर करती है। दोनों दृष्टिकोण एक संरचना का उपयोग करते हैं जो इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन की तरंगदैर्ध्य से छोटे क्षेत्र में फँसाती है। डिस्प्ले में, यह सामग्री द्वारा उत्सर्जित तरंगदैर्ध्य को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

क्यूबिट के लिए, जाल बहुत छोटे होते हैं और एक एकल इलेक्ट्रॉन को जगह पर रखने का काम करते हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्हें निर्मित किया जा सकता है; सही वायरिंग के साथ, विद्युतचुंबकीय अंतःक्रियाएँ सिलिकॉन के एक छोटे से टुकड़े में एक एकल इलेक्ट्रॉन को फँसा सकती हैं। एक बार फँसने के बाद, इलेक्ट्रॉन का स्पिन, जो ऊपर, नीचे या दोनों का सुपरपोजीशन हो सकता है, का उपयोग क्यूबिट के रूप में किया जा सकता है। जबकि यह तकनीक आसानी से स्केल कर सकती है - हम बड़े पैमाने पर सिलिकॉन में वायरिंग लगाने में बहुत अच्छे हैं - इलेक्ट्रॉन स्पिन को स्थिर रखना मुश्किल है और आमतौर पर माइक्रोवेव के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है, जिसके लिए एक अलग नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है।

लेकिन "आमतौर पर" का मतलब "हमेशा" नहीं है, और HRL एक अलग तकनीक का वर्णन कर रहा है। इसके लिए तीन अलग-अलग क्वांटम डॉट्स की आवश्यकता होती है, प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जिसमें आसपास के इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रित करते हैं कि ये तीन इलेक्ट्रॉन कितना परस्पर क्रिया कर सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि कुछ शर्तों के तहत, कोई भी दो इलेक्ट्रॉनों का स्पिन समान नहीं हो सकता। यह बताता है कि परमाणु कक्षाएँ क्यों भरती हैं, प्रत्येक ऊर्जा स्तर में सिर्फ एक जोड़ी होती है, एक स्पिन-अप और दूसरा स्पिन-डाउन। उन्हें परस्पर क्रिया करने में सक्षम बनाने से उनके स्पिन बदल सकते हैं।

इस प्रकार के क्यूबिट पर संचालन करने के लिए, आपको बस यह नियंत्रित करने की आवश्यकता है कि कौन से इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया कर रहे हैं और किस हद तक। यह इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित किया जाता है, जिससे हम माइक्रोवेव को पूरी तरह से समाप्त कर सकते हैं। सब कुछ वायरिंग के माध्यम से संभाला जाता है, जिससे हार्डवेयर को पूर्ण शून्य के करीब रखने वाली प्रशीतन प्रणाली में बहुत सारी माइक्रोवेव-ले जाने वाली केबलिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

HRL अपने पेपर का अधिकांश भाग अपनी नियंत्रण प्रणाली का वर्णन करने में खर्च करता है, जो प्रशीतन के एक मध्यवर्ती स्तर पर बैठती है और एक पारंपरिक प्रोसेसर से बनी होती है जो कम तापमान और कम-शक्ति संचालन के लिए अनुकूलित है, जो 130 nm प्रक्रिया पर निर्मित होने के बावजूद 3.5 वाट से कम बिजली की खपत करती है। क्यूबिट को संचालित करने के निर्देश कहीं और संकलित किए जाते हैं, फिर नियंत्रक में लोड किए जाते हैं, जिसके बाद यह स्वायत्त रूप से संचालित होता है। क्यूबिट रखने वाले चिप के साथ संचार एक सुपरकंडक्टिंग रिबन केबल द्वारा संभाला जाता है।

HRL द्वारा वर्णित सिस्टम में 18 क्यूबिट थे, और कंपनी ने उस पर एक सरल त्रुटि-सुधार कोड चलाया, जो 1 प्रतिशत से कम की तार्किक त्रुटि दर प्रदर्शित करता है। यह अन्य तकनीक से प्राप्त की गई तुलना में काफी कम है, लेकिन यह एक महत्वपूर्ण मान्यता है।