近日，由苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）物理学家Yiwen Chu率领的研究团队开发出了一种全新的量子芯片，成功将信息以微小振动（即声子携带的振动能量包）的形式存储在芯片内部，其运作原理在某种程度上类似于吉他上共鸣的音符。这项突破性成果有望彻底改变未来量子计算机的构建方式。

这枚实验性芯片的尺寸约为长7.5毫米、宽2.5毫米、厚1毫米，其宽度与人类的小指甲盖大致相当。虽然这些运动发生在高频率的微观机械谐振器内部且无法被人耳听到，但研究团队通过将这些微小的谐振器作为工作存储器与超导量子处理器相连接，成功展示了一种全新的量子计算机架构，这一架构在理念上更加接近当今经典计算机中普遍采用的基础结构。

在绝大多数现有的量子系统中，计算与存储并没有得到清晰的区分，处理过程和信息存储往往紧密结合在同一硬件中，这使得在不增加笨重组件的情况下扩展机器变得十分困难。相比之下，苏黎世联邦理工学院的研究团队借鉴了传统计算中中央处理器（CPU）负责计算、随机存取存储器（RAM）负责临时存储数据的经典模式。在这种全新的量子工作存储器中，信息不是通常的电磁存储方式，而是以机械振动的形式保存。

在实际运作中，超导量子比特充当处理器和控制单元，而机械谐振器则在计算过程中保存量子信息。每当处理器需要特定信息时，超导量子比特就会与选定的振动模式相互作用，修改其量子状态后再将其放回存储器中。这种分工充分发挥了两种技术的优势：超导量子比特能够执行快速操作并提供量子逻辑所需的非线性行为，而机械谐振器则具有结构紧凑、支持多个独立振动模式以及能够较长时间保持量子状态的特性。

为了测试这一可编程量子架构，研究人员成功实施了两项核心计算程序：量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform）以及量子寻期（period-finding）算法。这两项测试要求系统准备、存储、连接并精确操控多个量子状态，同时在不破坏相干性的前提下在处理器与不同的机械存储模式之间传输信息。实验结果证明，该系统能够执行受控的相位操作，并在其可用存储器中连接存储的状态。

尽管这项研究目前仍属于概念验证阶段，尚未制造出能够超越传统计算机的商用设备，但它成功向外界证明了基于振动的存储器完全可以作为实用的计算资源发挥作用。研究团队指出，未来的主要挑战在于规模化扩展，即在显著增加存储容量和处理能力的同时保持低错误率并实现对庞大量子状态的可靠控制。该研究成果已正式发表在《科学》（Science）杂志上。