亿缕阳光丨夜市重燃“烟火气”******

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具超长可重复相干时间 的通量量子比特问世******

　　以色列巴伊兰大学物理系暨量子纠缠科学与技术中心迈克尔·斯特恩及其同事基于一种称为超导通量量子比特的不同类型 的电路构建超导处理器。在发表于《物理评论应用》上的一篇论文中，他们提出了一种控制和制造通量量子比特 的新方法 ，该方法具有前所未有 的可重复长相干时间。

　　通量量子比特 是一种微米大小 的超导环路，其中电流可顺时针或逆时针流动，也可双向量子叠加。与传输子（transmon）量子比特相反，这些通量量子比特 是高度非线性的对象 ，因此可在非常短 的时间内以高保真度（即无错误地进行计算 的能力）进行操作 。

　　超导传输子量子比特被认为 是可扩展量子处理器 的基本构建块。多年来，传输子量子比特 的保真度不断提高，IBM 、亚马逊和谷歌等科技巨头在最近 的竞争中相继展示了量子优越性 。

　　但随着处理器变得越来越大，如IBM刚刚宣布推出一款具400多个传输子量子比特 的处理器 ，此类系统 的保真度和可扩展性要求变得越来越严格 。特别是 ，传输子量子比特 是弱非线性对象 ，这本质上限制了它们 的保真度 ，并且由于频率拥挤的问题带来了对可扩展性 的担忧。

　　而通量量子比特的主要缺点 是 ，它们特别难以控制和制造，这导致了相当大的不可重复性，之前它们在工业中的使用仅限于量子退火优化过程 。

　　在新研究中 ，研究团队与澳大利亚墨尔本大学合作，使用新颖 的制造技术和最先进 的设备 ，成功地克服了这一范式 的重大障碍 。

　　斯特恩表示，他们在这些量子比特的控制和可重复性方面取得了显著改善 。这种可重复性使他们能够分析阻碍相干时间 的因素并系统地消除它们。这项工作为量子混合电路和量子计算领域 的许多潜在应用铺平了道路。

　　这项研究得到了以色列科学基金会 的支持。（记者张梦然）