为了执行计算，量子计算机需要量子位作为处理和存储信息的基本构建块。现在，物理学家已经制造出一种新型量子比特，可以从稳定的空闲模式切换到快速计算模式。正如巴塞尔大学和埃因霍温工业大学的研究人员在《自然纳米技术》杂志上报道的那样，这一概念还将允许将大量量子位组合成一台强大的量子计算机。

与传统位相比，量子位(qubits)要脆弱得多，并且会很快丢失其信息内容。因此，量子计算面临的挑战是在很长一段时间内保持敏感的量子位稳定，同时寻找执行快速量子运算的方法。现在，来自巴塞尔大学和埃因霍温工业大学的物理学家已经开发出一种可切换的量子位，应该能让量子计算机同时做到这两点。

新型量子位具有稳定但缓慢的状态，适合存储量子信息。然而，研究人员还能够通过施加电压将量子位切换到更快但更不稳定的操作模式。在这种状态下，量子位可用于快速处理信息。

个别自旋的选择性耦合

在他们的实验中，研究人员以“空穴自旋”的形式创造了量子比特。当一个电子被有意地从半导体中移除时，就会形成这些空穴，产生的空穴具有可以采用两种状态的自旋，向上和向下——类似于经典位中的值 0 和 1。在新型量子比特中，这些自旋可以通过调整共振频率选择性地耦合到其他自旋——例如通过光子。

这种能力至关重要，因为构建强大的量子计算机需要能够选择性地控制和互连许多单独的量子位。可扩展性对于降低量子计算中的错误率尤为必要。

超快自旋操作

研究人员还能够使用电子开关以创纪录的速度操纵自旋量子位。巴塞尔大学物理系的项目负责人 Dominik Zumbühl 教授说：“自旋可以在短短一纳秒内从上到下连续翻转。” “这将允许每秒多达 10 亿次开关。因此，自旋量子位技术已经接近当今传统计算机的时钟速度。”

在他们的实验中，研究人员使用了由硅和锗制成的半导体纳米线。在 TU Eindhoven 生产，该导线的直径很小，约为 20 纳米。由于量子位因此也非常小，原则上应该可以将数百万甚至数十亿个这样的量子位合并到一个芯片上。