新型量子位有助于開發更可靠的硅基量子計算機

新型量子位有助于開發更可靠的硅基量子計算機

澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）的研究人員開發出一種新的量子位，其量子疊加態的穩定性比此前提高了10倍，有助于開發更可靠的硅基量子計算機。

量子計算機的量子系統能夠對疊加在一起的多個量子同時進行處理，進行高效率的并行計算，對諸如巨大數據庫的搜索等問題具有強大的處理能力。此前，研究人員已經在靜態磁場中，利用硅芯片單個磷原子的電子自旋態編碼量子信息，建立了目前量子態疊加保留時間最長的固態器件量子位。此次，研究人員提出了新的量子信息編碼方法。新型量子位實現了單個電子的自旋態與高頻振蕩電磁場耦合。由于微波產生的電磁場以非常高的頻率穩定振蕩，任何非同頻率的噪音或干擾都不會對其產生影響，與單獨的電子自旋相比，耦合后的量子位的量子態疊加保留時長提高了10倍。這種新型量子位被稱為“綴飾量子位”，與“未修飾”的“裸量子位”相比，其能夠提供更多的量子態控制方法。“綴飾量子位”通過簡單地調整微波電磁場的頻率就能控制相應的量子態疊加，就像調頻收音機；相反，“裸量子位”控制方法需要調節控制場的開關，就像調幅收音機。

“綴飾量子位”基于標準硅芯片技術而構建，為基于傳統計算機的現有制造工藝來創建量子處理器奠定了基礎。

(科 日)