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新型量子位稳定性提高10倍:有助开发更可靠硅基量子计算机

新型量子位稳定性提高10倍:有助开发更可靠硅基量子计算机

装饰量子位示意图

       物理组织网近日载文称,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)科学家们最近开发了一种新的量子位,它的量子叠加稳定性是以前的10倍,有助于开发更可靠的硅基量子计算机。相关研究成果在网上发表在《自然》中·纳米技术。

       量子计算机的速度和能力取决于量子系统同时处理叠加在一起的多个量子,使量子计算机能够高效并行计算,并具有较强的处理能力,如搜索大数据库。研究负责人UNSW量子计算与通信技术中心项目经理安德鲁·莫雷罗说,量子计算机最大的挑战是如何长时间保留量子态叠加,这有利于保留更长时间的量子信息,从而创建更可靠的量子计算机。在过去的10年里,该团队建立了目前量子态叠加保留时间最长的固态设备量子位,通过在静态磁场中使用硅芯片单个磷原子的电子自旋编码量子信息。

       这一次,论文的第一作者,UNSW电气工程与电信学院研究员阿尔纳·劳浩特团队提出了一种新的量子信息编码方法。新的量子位实现了单个电子的自旋态和高频振荡电磁场的耦合。由于微波产生的电磁场以非常高的频率稳定振荡,任何不同频率的噪声或干扰都不起作用。与单个电子自旋相比,耦合量子位的量子叠加保留时间增加了10倍。

       莫雷罗说,这种新型量子位被称为装饰量子位,可以提供更多的量子态控制方法,而不是未装饰的裸量子位。相应的量子态叠加可以通过简单调整微波电磁场的频率来控制,就像调频收音机一样;相反,裸量子位控制方法需要调整控制场的开关,就像调幅收音机一样。

       值得一提的是,这种新型量子位是基于标准硅芯片技术,为基于传统计算机现有制造技术创建强大可靠的量子处理器奠定了基础。

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