超導量子比特相干時間創 1 毫秒新紀錄，推動量子計算實用化進程
發布時間：2025-7-9 21:30
發布者：eechina
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來源：IT之家 7 月 8 日，芬蘭阿爾托大學（Aalto University）的物理學家在《自然・通訊》（Nature Communications）上發表了一項突破性研究成果，成功測量出毫秒級的超導量子比特（transmon qubit）相干時間，遠超此前科學文獻中記錄的最高水平。 量子比特的相干時間，即其保持量子態穩定性的時間，是衡量量子計算機性能的核心指標之一。相干時間越長，量子計算機在執行計算過程中出現錯誤的概率就越低，從而能夠完成更復雜的運算任務。更長的相干時間還可提升當前“有噪聲”量子計算設備的性能，并降低量子糾錯所需資源，為實現無噪聲、容錯型量子計算邁出關鍵一步。 此前，公開文獻中記錄的超導量子比特最長回波相干時間（echo coherence time）接近 0.6 毫秒，而此次阿爾托大學團隊測得的相干時間最高達到 1 毫秒，中位數為 0.5 毫秒，均創下歷史新高。 “我們剛剛測量出毫秒級的回波相干時間，中位數也達到了半毫秒，這是一個非常令人振奮的結果，”主導此次實驗并負責數據分析的博士生米科・圖科拉（Mikko Tuokkola）表示，“中位數的提升尤其重要，因為它意味著我們不僅實現了單次測量的突破，更在整體性能上實現了穩定提升�！� 研究團隊詳細公開了實驗方法和設備配置，目的是讓世界各地的研究團隊都能夠重現該研究。 實驗中使用的量子比特由阿爾托大學量子計算與器件研究組（Quantum Computing and Devices,QCD）團隊在阿爾托大學的 Micronova 潔凈室中制造，采用了由芬蘭技術研究中心（VTT）提供的高質量超導薄膜材料。該潔凈室是芬蘭國家微納量子技術研究基礎設施 OtaNano 的一部分，其先進的制造環境為高質量量子器件的制備提供了有力保障。 “我們成功實現了高質量超導量子比特的可重復制造，這在學術界可接觸的潔凈室環境中完成，充分證明了芬蘭在量子科學與技術領域的領先地位，”目前在美國斯坦福大學從事博士后研究的吉木・砂田博士（Dr. Yoshiki Sunada）表示。他負責了本次實驗中量子芯片的制造和測量系統的搭建。 阿爾托大學量子技術教授、QCD 研究組負責人米科・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域的領先地位，也為未來量子計算機的實用化進程注入了強勁動力�！� |
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