新型量子比特相干時間延至此前的千倍

在一項最新研究中，美國能源部阿貢國家實驗室團隊將新型量子比特——電荷量子比特的相干時間延長到0.1毫秒，為此前紀錄的1000倍。相關論文發表于最新一期《自然·物理學》雜志。

研究人員表示，他們的量子比特能以非常高的精度和速度在此時間內執行10000次操作，而傳統電子電荷量子比特在相干時間內只能執行10到100次操作。

阿貢團隊的量子比特以電子的運動狀態（電荷）編碼量子信息，因此被稱為電荷量子比特。他們在真空中捕獲超清潔固體氖表面上的單個電子。惰性元素氖是少數不與其他元素發生反應的元素之一，因此能更好地應對周圍環境“噪聲”的干擾，從而保證了更長的相干時間。從此前的0.1微秒延長到0.1毫秒，使研究人員能以非常高的保真度控制和讀出單個量子比特的狀態。

研究人員指出，在現有各種量子比特中，電荷量子比特極具吸引力，因為它們制作和操作簡單，與經典計算機的現有基礎設施兼容，且用其制成的量子比特能更好地進行擴展，因此未來有望以較低成本建造和運行大規模此類量子計算機。

在最新研究中，團隊也證明兩個電荷量子比特可耦合到同一個超導電路上，從而可通過電路傳輸信息，這意味著朝著量子計算的關鍵——兩個量子比特之間的糾纏邁出了重要一步。