该概念利用超流氦（一种具有特殊量子特性的氦形态）来构建量子比特，这种量子比特可能对影响当今主流量子计算机的某些干扰较不敏感。
为什么量子计算机难以应对错误
量子计算机依赖量子比特，以传统计算机无法实现的方式存储和处理信息。当前的许多系统采用超导电路，但这些电路对电磁噪声和杂散电荷高度敏感——类似于使头发吸附在气球上的静电。
即使是非常微小的干扰也会破坏存储在量子比特中的脆弱量子信息。随着量子比特数量的增加，控制这些错误变得越来越困难，使得可扩展性成为量子计算的核心挑战之一。
在发表于《npj Quantum Information》的一项研究中，萨里大学量子科学组的研究人员描述了一种围绕超流氦-3构建的不同方法——这是一种能够无摩擦流动的特殊液态氦。
他们提出的器件名为“超流氦量子振荡器”（SHOQ），将使用电中性的超流氦。由于氦不带电荷，该设计天然就能免受某些类型的电磁噪声影响。
预测错误率大幅降低的量子比特
据研究人员介绍，这是首个基于超流体构建量子比特的公开设计。他们的计算表明，SHOQ器件的错误率可能比传统超导量子比特低约100倍。
萨里大学数学与物理学院混合量子系统Daphne Jackson研究员、该研究的第一作者普里娅·夏尔马（Priya Sharma）博士表示：
“我们并非首个构想出该理念背后各个组件的人，但我们首次将它们整合到一个微流控器件中，并计算出了能使该器件作为量子比特运行的具体细节。
“数学推导表明这应该可行。我们利用已知的超流氦和量子技术知识，将其转化为一项基于理论的设计，并给出了构建该器件所需的参数和规格。下一步是制造原型机，对这些预测进行测试。”
研究人员表示，SHOQ器件并非要取代现有的量子计算硬件，而是有可能与超导量子技术相集成。
这将允许不同类型的量子比特根据其优势在同一系统内执行不同的任务。
作为量子存储器的潜在角色
一种长远的发展可能是将SHOQ器件用作一种量子存储器。在这种设置下，基于超流体的量子比特可以存储量子信息，同时由其他硬件执行计算。
萨里大学物理系与先进技术研究所副教授、该研究的合著者埃兰·吉诺萨尔（Eran Ginossar）博士表示：
“我们不一定需要一种量子比特包揽一切。结合不同的量子技术能让我们发挥各自的优势。
“超流氦为我们提供了一种全新的量子硬件进行探索。如果预测的性能能够在实验中得到验证，它最终将能与现有的超导技术协同工作，成为更大量子系统的一部分。”
下一步是制造原型机
该团队目前计划制造一台原型机，以探究预测的性能是否能在真实器件中复现。这项工作得到了授予普里娅·夏尔马博士的IAA商业化研究员项目的支持。
SHOQ器件需要在极低温度下运行，但在以往涉及超流氦-3的实验中，研究人员已经达到了所需的条件。
该项目由萨里大学主导，并与美国西北大学的延斯·科赫（Jens Koch）教授合作开展。科赫是参与开发Transmon（一种现已广泛应用于量子计算的超导量子比特设计）的研究人员之一。