一个量子比特的一小步,量子计算的一大步

芬兰阿尔托大学的物理学家在传输子量子比特上实现了破纪录的毫秒级相干时间,几乎达到先前极限值的两倍,为量子计算树立了新标杆。该突破不仅为更强大稳定的量子计算开辟道路,同时显著减轻了纠错负担。

更长的量子比特相干时间为量子计算机执行无差错操作提供了更长的窗口期,使其能够在错误发生前进行更复杂的量子计算和更多的量子逻辑操作。这不仅允许在含噪量子计算机上进行更多计算,还减少了量子纠错所需的资源,而量子纠错是实现无噪声量子计算的途径。

"我们刚刚测量了传输子量子比特的回波相干时间,其峰值达到1毫秒,中位数为半毫秒," 进行测量和分析的博士生Mikko Tuokkola表示。中位数读数尤其重要,因为它也超过了当前有记录的读数。

该研究成果已发表在著名同行评审期刊Nature Communications上。

研究人员尽可能详细地阐述了他们的方法,旨在让全球研究团队能够复现。

芬兰巩固量子领域前沿地位

Tuokkola在阿尔托大学由博士后研究员Yoshiki Sunada博士指导,后者负责芯片制备和测量装置搭建。

 

"我们已能可重复地制备高质量传输子量子比特。这一成就在面向学术研究的洁净室中实现,印证了芬兰在量子科学与技术领域的领先地位," 目前任职于美国斯坦福大学的Sunada补充道。

此项工作由量子计算与器件(QCD)研究团队完成,该团队隶属于阿尔托大学应用物理系、芬兰卓越量子技术中心(QTF)以及芬兰量子旗舰计划(FQF)。

该量子比特由阿尔托大学QCD团队使用芬兰国家技术研究中心(VTT)提供的高质量超导薄膜制备而成。成功制备反映了OtaNano微纳与量子技术国家研究基础设施中Micronova洁净室的高质量标准。

"这一里程碑式的成就巩固了芬兰在该领域的全球领导地位,为未来量子计算机的可能性推动了发展进程," QCD团队负责人、量子技术教授Mikko Möttönen表示。

未来量子计算机的规模化需要在多个领域取得进展,包括噪声抑制、量子比特数量增加以及QCD新观测成果的核心——量子比特相干时间的改进。该团队刚刚开放了高级研究员和两个博士后职位,以加速实现未来突破。