两个相干时间长、耦合性强的量子比特的艺术图。图片来源：阿贡国家实验室

科技日报记者 刘霞

在一项最新研究中，美国能源部阿贡国家实验室团队将新型量子比特——电荷量子比特的相干时间延长到0.1毫秒，为此前纪录的1000倍。相关论文发表于最新一期《自然·物理学》杂志。

研究人员表示，他们的量子比特能以非常高的精度和速度在此时间内执行10000次操作，而传统电子电荷量子比特在相干时间内只能执行10到100次操作。

阿贡团队的量子比特以电子的运动状态（电荷）编码量子信息，因此被称为电荷量子比特。他们在真空中捕获在超清洁固体氖表面上的单个电子。惰性元素氖是少数不与其他元素发生反应的元素之一，因此能更好地应对周围环境“噪声”的干扰，从而保证了更长的相干时间。从此前的0.1微秒延长到0.1毫秒，使研究人员能以非常高的保真度控制和读出单个量子比特的状态。

研究人员指出，在现有各种量子比特中，电子电荷量子比特极具吸引力，因为它们制作和操作简单，与经典计算机的现有基础设施兼容，且用其制成的量子比特能更好地进行扩展，因此未来有望以较低成本建造和运行大规模此类量子计算机。

在最新研究中，科研团队也证明两个电子量子比特可耦合到同一个超导电路上，从而可通过电路传输信息，这意味着朝着量子计算的关键——两个量子比特之间的纠缠迈出了重要一步。