跨導(dǎo)量子比特回波相干時(shí)間創(chuàng)下新紀(jì)錄
科技日報(bào)北京7月8日電（記者張佳欣）據(jù)《自然·通訊》雜志8日報(bào)道，芬蘭阿爾托大學(xué)物理學(xué)家宣布，他們通過測量發(fā)現(xiàn)一種跨導(dǎo)量子比特的回波相干時(shí)間創(chuàng)下新紀(jì)錄，達(dá)到前所未有的1毫秒，突破了此前已發(fā)表的科學(xué)紀(jì)錄。此前回波相干時(shí)間的最高紀(jì)錄接近0.6毫秒。這一成果標(biāo)志著量子計(jì)算技術(shù)的重大進(jìn)步。
量子處理器上高相干傳輸量子比特的藝術(shù)圖。圖片來源：美國科學(xué)促進(jìn)會網(wǎng)站
更長的量子比特相干時(shí)間意味著，量子計(jì)算機(jī)在執(zhí)行計(jì)算任務(wù)時(shí)能維持量子態(tài)不被破壞的時(shí)間更長，從而支持更復(fù)雜的量子邏輯運(yùn)算和更多的無錯(cuò)操作。這不僅增強(qiáng)了現(xiàn)有“有噪聲”量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，還降低了量子糾錯(cuò)所需的資源消耗，有望為實(shí)現(xiàn)“無噪聲”量子計(jì)算鋪平道路。
此次研究測得的跨導(dǎo)量子比特回波相干時(shí)間中位數(shù)也達(dá)到了0.5毫秒。中位數(shù)的提高同樣意義重大，意味著測量結(jié)果的整體性能提升。
整個(gè)器件的制備過程是在潔凈室環(huán)境中完成的。潔凈室是一種對空氣中微粒、溫度、濕度和電磁干擾都有極高控制標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)空間。在制備量子比特這樣的納米級精密器件時(shí)，哪怕是空氣中的一粒塵埃、一次靜電放電，或輕微的溫度波動(dòng)，都會導(dǎo)致材料缺陷或電路失效，嚴(yán)重影響量子比特的性能甚至徹底報(bào)廢。因此該環(huán)境為實(shí)驗(yàn)成功提供了至關(guān)重要的保障。
研究人員表示，新成果不僅體現(xiàn)了芬蘭在量子材料與芯片制備方面的技術(shù)實(shí)力，也表明在可重復(fù)、標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境中，他們已經(jīng)能夠穩(wěn)定制造出接近未來容錯(cuò)量子計(jì)算所需標(biāo)準(zhǔn)的核心器件。
這項(xiàng)成果推動(dòng)了未來量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。不過，未來量子計(jì)算機(jī)的規(guī)?；孕柙诙喾矫鎸?shí)現(xiàn)突破，包括降噪、增加量子比特?cái)?shù)量，以及此次研究所涉及的延長量子比特相干時(shí)間。
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