新型量子比特相干时间延长此前的千倍有望研制低成本大运量的量子计算机

2023年10月30日| 浏览:2221次| 字体: 小中大

两个相干时间长、耦合性强的量子比特的艺术图。图片来源：阿贡国家实验室

在一项最新研究中，美国能源部阿贡国家实验室团队将新型量子比特——电荷量子比特的相干时间延长到0.1毫秒，为此前纪录的1000倍。相关论文发表于最新一期《自然·物理学》杂志。

研究人员表示，他们的量子比特能以非常高的精度和速度在此时间内执行10000次操作，而传统电子电荷量子比特在相干时间内只能执行10到100次操作。

阿贡团队的量子比特以电子的运动状态（电荷）编码量子信息，因此被称为电荷量子比特。他们在真空中捕获在超清洁固体氖表面上的单个电子。惰性元素氖是少数不与其他元素发生反应的元素之一，因此能更好地应对周围环境“噪声”的干扰，从而保证了更长的相干时间。从此前的0.1微秒延长到0.1毫秒，使研究人员能以非常高的保真度控制和读出单个量子比特的状态。

研究人员指出，在现有各种量子比特中，电子电荷量子比特极具吸引力，因为它们制作和操作简单，与经典计算机的现有基础设施兼容，且用其制成的量子比特能更好地进行扩展，因此未来有望以较低成本建造和运行大规模此类量子计算机。

在最新研究中，科研团队也证明两个电子量子比特可耦合到同一个超导电路上，从而可通过电路传输信息，这意味着朝着量子计算的关键——两个量子比特之间的纠缠迈出了重要一步。

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