新超導量子比特“獨角獸”面世

  ICC訊 來(lái)自芬蘭阿爾托大學(xué)、歐洲量子計算公司IQM和芬蘭國家技術(shù)研究中心的科學(xué)家在最新一期《自然·通訊》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們研制出了一種新的超導量子比特“獨角獸”，旨在提升量子計算的準確性，并以99.9%的置信度利用“獨角獸”實(shí)現了量子邏輯門(mén)，這是構建商用量子計算機的重大里程碑，最新研究有望推動(dòng)量子計算機的應用。

  在構建量子計算機的所有不同方法中，超導量子比特處于領(lǐng)先地位，但目前使用的超導量子比特的設計方法和技術(shù)性能還不足以提供實(shí)際應用，研究人員一直在尋找更精確的量子比特，以使量子計算更好地解決實(shí)際問(wèn)題。

  在最新研究中，研究團隊推出了一種新的超導量子比特“獨角獸”，它繼承了多項優(yōu)勢：非諧性增加、對直流電荷噪音完全不敏感、對磁噪聲敏感度降低以及僅由諧振器中的單個(gè)約瑟夫遜結組成、結構簡(jiǎn)單。該團隊在3個(gè)不同的“獨角獸”量子比特上實(shí)現了13納秒長(cháng)的單量子比特門(mén)，置信度從99.8%到99.9%。

  研究人員解釋稱(chēng)，由于“獨角獸”量子比特的非諧性或非線(xiàn)性比近年來(lái)廣受關(guān)注的“傳輸子”量子比特更高，因此可更快地操作從而減少每次操作的錯誤。為演示“獨角獸”，團隊設計并制造了芯片，每個(gè)芯片由3個(gè)“獨角獸”量子比特組成。他們使用鈮作為超導材料，除了約瑟夫遜結，其中超導引線(xiàn)用鋁制造而成。

  研究人員稱(chēng)，第一個(gè)“獨角獸”量子比特表現優(yōu)異，為進(jìn)一步優(yōu)化和重大突破提供了很大的空間，接下來(lái)的目標是進(jìn)一步改進(jìn)其設計、制造材料和柵極時(shí)間，以突破99.99%的保真度目標，在有噪聲的系統內實(shí)現有用的量子優(yōu)勢和有效的量子糾錯，并演示由兩個(gè)量子比特組成的邏輯門(mén)。