李協(xié)原

IT之家7月9日消息，7月8日，芬蘭阿爾托大學(xué)（AaltoUniversity）的物理學(xué)家在《自然?通訊》（NatureCommunications）上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究成果，成功測量出毫秒級(jí)的超導(dǎo)量子比特（transmonqubit）相干時(shí)間，遠(yuǎn)超此前科學(xué)文獻(xiàn)中記錄的最高水平。

據(jù)IT之家了解，量子比特的相干時(shí)間，即其保持量子態(tài)穩(wěn)定性的時(shí)間，是衡量量子計(jì)算機(jī)性能的核心指標(biāo)之一。相干時(shí)間越長，量子計(jì)算機(jī)在執(zhí)行計(jì)算過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率就越低，從而能夠完成更復(fù)雜的運(yùn)算任務(wù)。更長的相干時(shí)間還可提升當(dāng)前“有噪聲”量子計(jì)算設(shè)備的性能，并降低量子糾錯(cuò)所需資源，為實(shí)現(xiàn)無噪聲、容錯(cuò)型量子計(jì)算邁出關(guān)鍵一步。

此前，公開文獻(xiàn)中記錄的超導(dǎo)量子比特最長回波相干時(shí)間（echocoherencetime）接近0.6毫秒，而此次阿爾托大學(xué)團(tuán)隊(duì)測得的相干時(shí)間最高達(dá)到1毫秒，中位數(shù)為0.5毫秒，均創(chuàng)下歷史新高。

“我們剛剛測量出毫秒級(jí)的回波相干時(shí)間，中位數(shù)也達(dá)到了半毫秒，這是一個(gè)非常令人振奮的結(jié)果，”主導(dǎo)此次實(shí)驗(yàn)并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析的博士生米科?圖科拉（MikkoTuokkola）表示，“中位數(shù)的提升尤其重要，因?yàn)樗馕吨覀儾粌H實(shí)現(xiàn)了單次測量的突破，更在整體性能上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定提升?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)公開了實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備配置，目的是讓世界各地的研究團(tuán)隊(duì)都能夠重現(xiàn)該研究。

實(shí)驗(yàn)中使用的量子比特由阿爾托大學(xué)量子計(jì)算與器件研究組（QuantumComputingandDevices,QCD）團(tuán)隊(duì)在阿爾托大學(xué)的Micronova潔凈室中制造，采用了由芬蘭技術(shù)研究中心（VTT）提供的高質(zhì)量超導(dǎo)薄膜材料。該潔凈室是芬蘭國家微納量子技術(shù)研究基礎(chǔ)設(shè)施OtaNano的一部分，其先進(jìn)的制造環(huán)境為高質(zhì)量量子器件的制備提供了有力保障。

“我們成功實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量超導(dǎo)量子比特的可重復(fù)制造，這在學(xué)術(shù)界可接觸的潔凈室環(huán)境中完成，充分證明了芬蘭在量子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，”目前在美國斯坦福大學(xué)從事博士后研究的吉木?砂田博士（Dr.YoshikiSunada）表示。他負(fù)責(zé)了本次實(shí)驗(yàn)中量子芯片的制造和測量系統(tǒng)的搭建。

阿爾托大學(xué)量子技術(shù)教授、QCD研究組負(fù)責(zé)人米科?莫托寧（MikkoM?tt?nen）指出：“這一里程碑式的成果不僅鞏固了芬蘭在全球量子科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，也為未來量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用化進(jìn)程注入了強(qiáng)勁動(dòng)力?！?/p>

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