如果你关注量子计算新闻足够久，可能会觉得任何能在两个分离良好的能态之间交替的量子系统都能用作量子比特。原子、离子、光子、电子和人造设备都有各自的拥趸。吸引支持者的关键因素之一是技术的可扩展性。我们需要大量高质量的量子比特才能开始进行复杂计算，而任何技术能否实现这一目标都是争论的焦点。

因此，即使某些技术现在能支持数千个量子比特，一些竞争对手仍在研究少量量子比特——他们背后的公司坚信这些技术有更有效的扩展潜力。

其中一项技术涉及容纳单个电子的量子点。其优势在于我们可以用制造传统处理器的相同技术来制造它们，这种方法已被证明是可扩展的。本周有两篇新论文描述了使用量子点的不同方式，其中一种足够吸引人，以至于IBM收购了开发该技术的公司。另外，另一家公司发布了一个处理器，展示了100个单个电子被捕获在钻石缺陷中，而这项技术原本并不明显能扩展。

第一条消息来自《自然》杂志上HRL实验室的论文，该实验室是霍华德·休斯发起的研究项目的后继者。HRL使用人造量子点，这是一种与显示器中使用的量子点不同的技术，尽管它依赖于一些相同的物理原理。两种方法都使用一种结构，将电子捕获在比电子波长更小的区域内。在显示器中，这可以控制材料发射的波长。

对于量子比特，陷阱要小得多，用于固定单个电子。关键是，它们可以制造；通过适当的布线，电磁相互作用可以将单个电子捕获在硅片的一小块区域中。一旦被捕获，电子的自旋（可以是上、下或两者的叠加）就可以用作量子比特。虽然这项技术可以轻松扩展——我们非常擅长在硅片上大规模布线——但电子自旋很难保持稳定，通常通过微波控制，需要单独的控制系统。

但“通常”并不意味着“总是”，HRL描述了一种不同的技术。它需要三个独立的量子点，每个容纳一个电子，周围的电子设备控制这三个电子自旋的相互作用程度。这很关键，因为在某些条件下，没有两个电子可以具有相同的自旋。这解释了为什么原子轨道会以这种方式填充，每个能级只容纳一对，一个自旋向上，另一个自旋向下。使它们相互作用可以改变它们的自旋。

要对这种量子比特进行操作，你只需要控制哪些电子在相互作用以及相互作用的程度。这是通过电子方式控制的，使我们完全消除了微波。一切通过布线处理，消除了将大量微波电缆引入将硬件保持在接近绝对零度的制冷系统的需要。

HRL在论文中花了很多篇幅描述其控制系统，该系统位于中间制冷级别，由一个针对低温和低功耗优化的传统处理器组成，尽管采用130纳米工艺制造，功耗仍低于3.5瓦。操作量子比特的指令在其他地方编译，然后加载到控制器中，之后它自主运行。与容纳量子比特的芯片的通信由超导带状电缆处理。

HRL描述的系统有18个量子比特，该公司在其上运行了一个简单的纠错码，展示了低于1%的逻辑错误率。这远低于其他技术所达到的水平，但这是一个重要的验证。