最新開發新型量子位 有助開發更可靠硅基量子計算機

綴飾量子位示意圖（圖片來源：科技日報）

物理組織網近日載文稱，澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）科學家最新開發出一種新的量子位，其量子疊加態穩定性比此前提高了10倍，有助於開發更可靠的硅基量子計算機。相關研究成果在線發表在《自然·納米技術》上。

量子計算機的速度和能力有賴於量子系統對疊加在一起的多個量子進行同時處理，讓量子計算機能夠進行高效率的並行計算，對諸如巨大數據庫的搜索等問題具有強大的處理能力。該研究負責人、UNSW量子計算與通信技術中心項目經理安德魯·莫雷羅表示，量子計算機最大的挑戰在於如何長時間保留量子態疊加，這有利於保留更長時間的量子信息，從而創建更可靠的量子計算機。過去10年，該團隊已經能夠通過在靜態磁場中，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，論文第一作者、UNSW電氣工程與電信學院研究員阿爾納·勞郝特團隊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。由於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沒什麼效果，耦合后的量子位相比於單獨的電子自旋，其量子態疊加保留時長提高了10倍。

莫雷羅表示，這種新型量子位被稱為“綴飾量子位”，相比於“未修飾”的“裸量子位”，能夠提供更多的量子態控制方法。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”控制方法則需要調節控制場的開關，就像調幅收音機。

值得一提的是，這種新型量子位是基於標准硅芯片技術構建的，這為基於傳統計算機的現有制造工藝來創建強大而可靠的量子處理器奠定了基礎。（記者 姜靖）