多晶片模組

多晶片模組，是一種用好幾塊小晶片拼出一塊大型量子處理器的辦法。與其把每一個量子位元都做在一整塊大裸晶上、再指望它全都做得完美無缺，不如先做出若干塊較小的量子位元小晶片，逐塊單獨測試，扔掉次品，只把合格的倖存者並排裝到一塊共用載板上，讓它們連成一體、像一台機器那樣運作。可以把它想像成用一塊塊預先檢驗過的磚來砌牆，而不是澆出一整塊巨大的板子、再祈禱它一道裂縫都沒有。

這之所以有用，歸根結底在於良率。在一整塊大裸晶上，一個壞掉的量子位元、一個有損耗的接面、或者一個落在錯誤頻率上的元件，就可能毀掉整塊晶片；而隨著裸晶變大，至少出現一處缺陷的機率會迅速攀升。把設計拆成小晶片後，某塊失效時你只損失那一小片，而非整個處理器——而且你能在正式拼裝前預先篩選小片，挑出頻率和相干性都合適的那些。這些小片坐在一塊共用的載板或中介層上，由它在彼此之間傳遞信號，通常用覆晶凸塊或短超導連線相接，於是一條進入模組的控制線，就能夠到隔著好幾塊小片的量子位元。

誠實的代價是：接縫很難做。一處晶片到晶片的連接會帶來一點損耗、一點反射，以及一個必須熬過被冷卻到絕對零度以上零點幾度的機械接頭；而跨過小片之間的耦合，幾乎總是比小片內部的耦合更弱、雜訊更大。所以多晶片模組是用一個良率問題換來一個互連問題：真實的模組確實存在，也是邁向擴大規模的一條活躍路線，但要把小片縫在一起、又不悄悄劣化邊界處的量子位元，仍然是遠未解決的工程難題。