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1.48毫秒!迄今最“長壽”量子比特出現(xiàn)

時間:2023-05-31 19:02:28       來源:科技日報


(資料圖片)

一種超導量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的時間持續(xù)了約1.48毫秒,比量子計算行業(yè)目前看好的類似量子比特的“壽命”長很多,有望使未來的量子計算機更實用。相關論文刊發(fā)于最新一期《物理評論快報》雜志。

超導磁通量量子比特可使量子計算機更有用。圖片來源:《新科學家》網站

構建量子計算機的第一步是選擇如何制造其關鍵成分量子比特。迄今商業(yè)上最成功的超導量子比特是傳輸子。但像所有量子比特一樣,如果環(huán)境中出現(xiàn)任何小干擾,這些量子比特會在短時間內失去量子特性,無法存儲和處理信息。現(xiàn)在,美國馬里蘭大學亞倫·斯米諾團隊證明,磁通量量子比特可將量子特性保持更長時間。

在最新研究中,斯米諾團隊在藍寶石芯片上以特殊配置鋪設極細的鈦和鋁線,在一排排超導“島嶼”之間形成許多通道,從而制造出了磁通量量子比特。這些細線只有在極冷溫度下才是超導體,因此他們將其保存在溫度接近絕對零度的冰箱內。

當芯片通電時,導線的特殊布局和超導特性使其具有幾種不同的量子態(tài),每一個都可用來將信息編碼為1和0或者兩者的疊加。研究團隊也測量了芯片的相干時間,以揭示量子比特的“壽命”。

斯米諾指出,最好的傳輸子量子比特的相干時間僅為數(shù)百微秒,而磁通量量子比特的相干時間約為1.48毫秒。他們也可改變量子比特的狀態(tài),保真度為99.991%,使其成為現(xiàn)有最可靠的量子比特之一。 (記者劉霞)

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