近日|阿贡国家实验室开发出新型量子比特平台( 二 )

“基于这一平台，我们首次实现了近真空环境中的单个电子和谐振器中的单个微波光子之间的强耦合， ”阿贡国家实验室博士后、论文第一作者XianjingZhou表示， “这为利用微波光子控制每个电子量子比特，并在量子处理器中连接多个量子比特开拓了可能性。 ”
科学家认为，实用的量子比特需要具备三个关键品质：一，可以表现出长时间的一致性，即在很长一段时间内保持叠加状态，理想情况下超过一秒；二，可以快速地从一种状态转换到另一种状态，以帮助快速执行操作，理想情况下约为十亿分之一秒；三，通过一种被称为纠缠的量子力学现象，可以按比例拓展，与许多其它量子比特连接，以实现并行工作。
前述实验表明，在优化后，新型量子比特可以保持220纳秒的叠加态，改变状态仅需几纳秒（1纳秒为十亿分之一秒），性能优于此前研究了20年的基于电荷的量子比特。
研究人员认为，通过开发基于电子自旋而非电荷的量子比特，更可能开发出相干时间超过1秒的量子比特。同时，此次装置相对简单，更易于低成本制造。
目前，研究人员尚不清楚新系统的扩展性如何。 “这仍然是所有量子比特平台共有的问题， ”DafeiJin说， “在短期内要实现数百个量子比特并不容易。 ”
未来，团队还计划将基于电子自旋和基于电荷的两种量子比特纠缠在一起，以实现在同一芯片上制造几十个量子比特的目标。