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來源：IT之家 7 月 8 日，芬蘭阿爾托大學(xué)（Aalto University）的物理學(xué)家在《自然・通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了一項突破性研究成果，成功測量出毫秒級的超導(dǎo)量子比特（transmon qubit）相干時間，遠超此前科學(xué)文獻中記錄的最高水平。 量子比特的相干時間，即其保持量子態(tài)穩(wěn)定性的時間，是衡量量子計算機性能的核心指標之一。相干時間越長，量子計算機在執(zhí)行計算過程中出現(xiàn)錯誤的概率就越低，從而能夠完成更復(fù)雜的運算任務(wù)。更長的相干時間還可提升當(dāng)前“有噪聲”量子計算設(shè)備的性能，并降低量子糾錯所需資源，為實現(xiàn)無噪聲、容錯型量子計算邁出關(guān)鍵一步。 此前，公開文獻中記錄的超導(dǎo)量子比特最長回波相干時間（echo coherence time）接近 0.6 毫秒，而此次阿爾托大學(xué)團隊測得的相干時間最高達到 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的回波相干時間，中位數(shù)也達到了半毫秒，這是一個非常令人振奮的結(jié)果，”主導(dǎo)此次實驗并負責(zé)數(shù)據(jù)分析的博士生米科・圖科拉（Mikko Tuokkola）表示，“中位數(shù)的提升尤其重要，因為它意味著我們不僅實現(xiàn)了單次測量的突破，更在整體性能上實現(xiàn)了穩(wěn)定提升。” 研究團隊詳細公開了實驗方法和設(shè)備配置，目的是讓世界各地的研究團隊都能夠重現(xiàn)該研究。 實驗中使用的量子比特由阿爾托大學(xué)量子計算與器件研究組（Quantum Computing and Devices,QCD）團隊在阿爾托大學(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. Yoshiki Sunada）表示。他負責(zé)了本次實驗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 研究組負責(zé)人米科・莫托寧（Mikko Möttönen）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，也為未來量子計算機的實用化進程注入了強勁動力。” |
