跨導量子比特回波相干時間創下新紀錄
科技日報北京7月8日電（記者張佳欣）據《自然·通訊》雜志8日報道，芬蘭阿爾托大學物理學家宣布，他們通過測量發現一種跨導量子比特的回波相干時間創下新紀錄，達到前所未有的1毫秒，突破了此前已發表的科學紀錄。此前回波相干時間的最高紀錄接近0.6毫秒。這一成果標志著量子計算技術的重大進步。
量子處理器上高相干傳輸量子比特的藝術圖。圖片來源：美國科學促進會網站
更長的量子比特相干時間意味著，量子計算機在執行計算任務時能維持量子態不被破壞的時間更長，從而支持更復雜的量子邏輯運算和更多的無錯操作。這不僅增強了現有“有噪聲”量子計算機的計算能力，還降低了量子糾錯所需的資源消耗，有望為實現“無噪聲”量子計算鋪平道路。
此次研究測得的跨導量子比特回波相干時間中位數也達到了0.5毫秒。中位數的提高同樣意義重大，意味著測量結果的整體性能提升。
整個器件的制備過程是在潔凈室環境中完成的。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準的專業實驗空間。在制備量子比特這樣的納米級精密器件時，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，都會導致材料缺陷或電路失效，嚴重影響量子比特的性能甚至徹底報廢。因此該環境為實驗成功提供了至關重要的保障。
研究人員表示，新成果不僅體現了芬蘭在量子材料與芯片制備方面的技術實力，也表明在可重復、標準化的環境中，他們已經能夠穩定制造出接近未來容錯量子計算所需標準的核心器件。
這項成果推動了未來量子計算機的發展。不過，未來量子計算機的規模化仍需在多方面實現突破，包括降噪、增加量子比特數量，以及此次研究所涉及的延長量子比特相干時間。
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