超导量子比特相干时间创 1 毫秒新纪录，推动量子计算实用化进程
发布时间：2025-7-9 21:30
发布者：eechina
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来源：IT之家 7 月 8 日，芬兰阿尔托大学（Aalto University）的物理学家在《自然・通讯》（Nature Communications）上发表了一项突破性研究成果，成功测量出毫秒级的超导量子比特（transmon qubit）相干时间，远超此前科学文献中记录的最高水平。 量子比特的相干时间，即其保持量子态稳定性的时间，是衡量量子计算机性能的核心指标之一。相干时间越长，量子计算机在执行计算过程中出现错误的概率就越低，从而能够完成更复杂的运算任务。更长的相干时间还可提升当前“有噪声”量子计算设备的性能，并降低量子纠错所需资源，为实现无噪声、容错型量子计算迈出关键一步。 此前，公开文献中记录的超导量子比特最长回波相干时间（echo coherence time）接近 0.6 毫秒，而此次阿尔托大学团队测得的相干时间最高达到 1 毫秒，中位数为 0.5 毫秒，均创下历史新高。 “我们刚刚测量出毫秒级的回波相干时间，中位数也达到了半毫秒，这是一个非常令人振奋的结果，”主导此次实验并负责数据分析的博士生米科・图科拉（Mikko Tuokkola）表示，“中位数的提升尤其重要，因为它意味着我们不仅实现了单次测量的突破，更在整体性能上实现了稳定提升。” 研究团队详细公开了实验方法和设备配置，目的是让世界各地的研究团队都能够重现该研究。 实验中使用的量子比特由阿尔托大学量子计算与器件研究组（Quantum Computing and Devices,QCD）团队在阿尔托大学的 Micronova 洁净室中制造，采用了由芬兰技术研究中心（VTT）提供的高质量超导薄膜材料。该洁净室是芬兰国家微纳量子技术研究基础设施 OtaNano 的一部分，其先进的制造环境为高质量量子器件的制备提供了有力保障。 “我们成功实现了高质量超导量子比特的可重复制造，这在学术界可接触的洁净室环境中完成，充分证明了芬兰在量子科学与技术领域的领先地位，”目前在美国斯坦福大学从事博士后研究的吉木・砂田博士（Dr. Yoshiki Sunada）表示。他负责了本次实验中量子芯片的制造和测量系统的搭建。 阿尔托大学量子技术教授、QCD 研究组负责人米科・莫托宁（Mikko Möttönen）指出：“这一里程碑式的成果不仅巩固了芬兰在全球量子科技领域的领先地位，也为未来量子计算机的实用化进程注入了强劲动力。” |
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