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一種超導(dǎo)量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的時(shí)間持續(xù)了約1.48毫秒，比量子計(jì)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(jì)算機(jī)更實(shí)用。相關(guān)論文刊發(fā)于最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志。

超導(dǎo)磁通量量子比特可使量子計(jì)算機(jī)更有用。圖片來源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站

構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的第一步是選擇如何制造其關(guān)鍵成分量子比特。迄今商業(yè)上最成功的超導(dǎo)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(huì)在短時(shí)間內(nèi)失去量子特性，無法存儲(chǔ)和處理信息?，F(xiàn)在，美國馬里蘭大學(xué)亞倫·斯米諾團(tuán)隊(duì)證明，磁通量量子比特可將量子特性保持更長時(shí)間。

在最新研究中，斯米諾團(tuán)隊(duì)在藍(lán)寶石芯片上以特殊配置鋪設(shè)極細(xì)的鈦和鋁線，在一排排超導(dǎo)“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(xì)線只有在極冷溫度下才是超導(dǎo)體，因此他們將其保存在溫度接近絕對(duì)零度的冰箱內(nèi)。

當(dāng)芯片通電時(shí)，導(dǎo)線的特殊布局和超導(dǎo)特性使其具有幾種不同的量子態(tài)，每一個(gè)都可用來將信息編碼為1和0或者兩者的疊加。研究團(tuán)隊(duì)也測(cè)量了芯片的相干時(shí)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(shí)間僅為數(shù)百微秒，而磁通量量子比特的相干時(shí)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）