ETH Zurich团队提出了一种指甲盖大小的量子芯片新架构，尝试借助微机械振动存储量子信息，为提升量子计算机片上存储能力提供了新的实现路径。

据TechRadar 16日报道，这一方案的核心在于将量子运算与信息存储分开处理。研究团队借鉴经典计算机中处理器与内存分工的思路，希望在量子芯片内部也建立类似的架构。

该研究由量子物理学家Lee Won Chou领衔。团队提出，利用远超人耳可听范围的微机械振动来存储并处理量子信息。

在这套架构中，超导Transmon量子比特负责运算，HBAR（High-Overtone Bulk Acoustic Resonator，高倍频体声波谐振器）则承担片上存储功能。HBAR内部存在多种振动模态，每种模态都可作为相互独立的存储单元使用。量子比特可从这些振动模态中读取量子信息完成运算，再将信息写回对应的振动状态。

研究团队将这一机制类比为吉他弦的振动方式：琴弦在不同振动模式下会产生不同音高，而HBAR中的不同振动模态也可对应不同的量子信息存储空间。

这与当前主流量子计算机的设计思路有所不同。在现有不少方案中，运算与存储功能多由相近结构共同承担；而该研究通过拆分“算”和“存”，试图提高量子芯片内部的存储效率。

小型化是该架构的另一项特点。团队表示，声波波长较电磁波短约10万倍，这意味着在相同空间内有望集成更多存储结构。尽管完整的量子计算机仍需要大型系统支撑，但这一设计有助于提升芯片内部的存储密度。

为验证可行性，团队已在该芯片上演示量子傅里叶变换和周期查找算法。此举表明，这一方案并非停留在概念层面，而是具备实际运行的基础能力。

研究团队的最终目标是实现量子随机存取存储器（QRAM）。QRAM被视为更高效调用大规模量子内存的关键技术之一。不过，团队也指出，要走向实际应用，仍需同时满足存储扩展能力和计算性能两方面要求。

整体来看，这项研究为量子计算长期面临的内存瓶颈提出了新的解决思路。下一阶段的关键，将在于这一基于声学谐振器的片上存储架构能否进一步扩展至更大规模的量子系统。